СамГупс Экзаменационный билет № 24 утверждаю:

Кафедра по дисциплине “Физика” Зав. каф.

“Физика и ЭТ” Волов В.Т.

______________

1. Закон сохранения импульса.

2. Теорема Нернста.

1. Импульсом называют векторную величину, равную произведению массы тела на ее скорость:

При взаимодействии тел замкнутой системы полный импульс системы остается неизменным:

Закон сохранения импульса есть следствие второго и третьего законов Ньютона. Пример использования закона сохранения импульса.

Рассмотрим неупругое столкновение, при котором выполняется закон сохранения импульса. Пусть при абсолютно неупругом столкновении двух тел их скорость будет общей после удара. Ее нужно определить. Напишем векторное уравнение, соответствующее закону сохранения импульса системы:

Теорема Нернста (тепловая теорема Нернста) — утверждение, являющееся одной из формулировок третьего начала термодинамики, сформулированное Вальтером Нернстом в 1906 году как обобщение экспериментальных данных по термодинамике гальванических элементов.

Теорема Нернста утверждает, что всякий термодинамический процесс, протекающий при фиксированной температуре T в сколь угодно близкой к нулю,  , не должен сопровождаться изменением энтропии S, то есть изотерма   совпадает с предельной адиабатой  .

Существует несколько формулировок теоремы, которые эквивалентны между собой: [1]

• Энтропия S любой системы при абсолютном нуле температуры:  , является универсальной постоянной S₀, не зависящей ни от каких переменных параметров (давления, объема и т. п.).

• При приближении к абсолютному нулю,  , энтропия S стремится к определенному конечному пределу S₀, не зависящему от конечного состояния системы.

• При приближении к абсолютному нулю,  , приращение энтропии ΔS не зависит от конкретных значений термодинамических параметров состояния системы и стремится к вполне определенному конечному пределу.

• Все процессы при абсолютном нуле,  , при которых система переходит из одного равновесного состояния в другое, происходят без изменения энтропии.

Выбор универсальной постоянной S₀, равной энтропии при  , произволен. Условились энтропию всякой равновесной системы при абсолютном нуле температур считать равной нулю: 

СамГупс Экзаменационный билет № 25 утверждаю:

Кафедра по дисциплине “Физика” Зав. каф.

“Физика и ЭТ” Волов В.Т.

______________

1. Внешние и внутренние силы. Консервативные силы.

2. Внутренняя энергия и температура газа.

1. Внешние силы—это силы, действующие на тело извне. Под влиянием внешних сил тело или начинает двигаться, если оно находилось в состоянии покоя, или изменяется скорость его движения, или направление движения. Внешние силы в большинстве случаев уравновешены другими силами и их влияние незаметно, только знание законов механики позволяет утверждать о действии внешних сил на тело, находящееся в покое.

Внешние силы, действуя на твердое тело, вызывают изменения его формы, обуславливаемые перемещением частиц.

Внутренними силами являются силы, действующие между частицами, эти силы оказывают сопротивление изменению формы.

Изменение формы тела под действием силы называют деформацией, а тело, претерпевшее деформацию, называют деформированным.

В физике консервати́вные си́лы (потенциальные силы) — силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил)^[1]. Отсюда следует определение: консервативные силы — такие силы, работа которых по любой замкнутой траектории равна 0.

Если в системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется.

Для консервативных сил выполняются следующие тождества:

 — ротор консервативных сил равен 0;

 — работа консервативных сил по произвольному замкнутому контуру равна 0;

 — консервативная сила является градиентом некой скалярной функции  , называемой силовой. Эта функция равна потенциальной энергии   взятой с обратным знаком. Соответственно,   и   связаны соотношением

Таким образом, потенциальная сила всегда направлена против направления возрастания потенциальной энергии.

 Примерами консервативных сил являются: сила тяжести, сила упругости, сила кулоновского(электростатического) взаимодействия. Примерами неконсервативных сил являются сила трения и сила сопротивления среды.

2. Внутренняя энергия — это кинетическая энергия хаотического (теплового) движения частиц системы (молекул, атомов, ядер, электронов) и потенциальная энергия взаимодействия этих частиц. Внутренняя энергия идеального газа есть сумма кинетических энергий его частиц (энергией взаимодействия частиц пренебрегаем).

Внутренняя энегрия идеального газа определяется по формуле: U=[1/(γ-1)]*ν*R*T где γ - показатель адиабаты газа, ν - количество вещества газа, R - мольная газовая постоянная, T - температура газа.

В статистической физике температура определяется по формуле

,

где S — энтропия, E — энергия термодинамической системы. Введённая таким образом величина T является одинаковой для различных тел при термодинамическом равновесии. При контакте двух тел тело с большим значением T будет отдавать энергию другому.

Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — скалярная физическая величина, характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

________________________________________________________________________