Билет № 16

1. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа.

Модель, в которой внутренняя энергия газа определяется только кинетической энергией его молекул, а объем самих молекул считается равной нулю, называется идеальным газом.

Можно дать упрощенное определение идеального газа. Идеальный газ – газ, силами притяжения, между атомами которого можно пренебречь.

Основное уравнение МКТ идеального газа устанавливает зависимость давления идеального газа р от массы молекулы m₀, концентрации молекул n ( n =N/V) и средней квадратичной скорости молекул ( или <υ>). Данное уравнение выводится теоретически из условия: давление идеального газа – это результат многочисленных столкновений атомов газа со стенками сосуда, эти столкновения абсолютно упругие.

Д авление идеального газа численно равно одной третьей произведения массы молекулы на концентрацию молекул и на квадрат средней квадратичной скорости молекул

Учитывая , что - средняя кинетическая энергия одной

М олекулы, основное уравнение можно записать в виде

- Давление идеального газа численно равно двум третьим средней кинетической энергии всех атомов, содержащихся в единице объёма газа.

2. Сила Ампера. Сила Лоренца. Правило левой руки.

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенный в магнитное поле называют силой Ампера. Закон (формулу), выражающий эту силу называют законом Ампера (в электротехнике эту силу называют ёще магнитодвижущей силой). Закон имеет вид: F=BI , где F-сила Ампера, В- индукция магнитного поля, -длина проводника, α-угол между вектором тока и вектором индукции.

Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки: Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре пальца были вытянуты по направлению тока, то отставленный на 90⁰ большой палец покажет направление силы Ампера.

Сила Лоренца - сила, с которой магнитное поле действует на движущийся электрический заряд (заряженную частицу).Величина этой силы была рассчитана из силы Ампера, для этого достаточно разделить силу Ампера на число частиц, создающих электрический ток.

F_л= |q₀|·В·υ·sinα, где |q₀|-модуль заряда частицы, υ- скорость частицы, α- угол между векторами скорости υ и индукции В. Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки, применяя которое нужно учитывать, если частица отрицательная, то 4 пальца должны указывать направление противоположное направлению движения частицы. Сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы и индукции магнитного поля. Такая сила не совершает работы, т. е. не может изменить кинетическую энергию заряженной частицы, она может изменить только направление скорости частицы, сила Лоренца играет роль центростремительной силы. Под действием силы Лоренца частица станет двигаться по окружности, если индукция магнитного поля постоянная.

Если вектор начальной скорости частицы образует с направлением магнитного поля угол α 90⁰, то частица будет двигаться по винтовой линии.

Радиус окружности, по которой будет двигаться частица, определяем из формул

F_л= |q₀|·В·υ·sinα, и F_ц.с.= , из их равенства получаем: R= .