45. Кинетическая энергия абсолютно твердого тела.

Рассмотрим материальную точку m, которая движется по окружности радиуса R с постоянной по модулю скоростью v. С точки зрения динамики материальной точки кинетическая энергия в этом случае равна: . Т.к. , поэтому кинетическую энергию можно записать и в виде: . Если твердое тело вращается вокруг оси, проходящей через центр масс, и движется прямолинейно со скоростью v. Тогда надо учитывать кинетическую энергию и вращательного движения тела, и кинетическую энергию поступательного движения центра масс: .

46. Идеальная жидкость.

Идеальная жидкость – жидкость в которой полностью пренебрегают взаимодействием частиц друг с другом.

47. Уравнение неразрывности (непрерывности).

48. Уравнение Бернулли.

Часть II. Термодинамика и статистическая физика.

1. Динамические и термодинамические величины. Статистический метод.

Если рассмотреть некоторый объем газа, то станет ясно, что динамический подход не пригоден. Действительно, даже в одном кубическом сантиметре одноатомного газа при нормальных условиях содержится так называемое число Лошмидта, несколько меньшее, чем атомов. Очевидно, что невозможно записать даже уравнения Второго закона для такого числа материальных точек. А ведь надо еще указать равнодействующие силы, действующие на каждую частицу, и указать в шесть раз большее число начальных условий. Даже формулировка динамической задачи в этом случае потребует времени, сопоставимого с временем существования Вселенной. А ведь надо еще решить эти уравнения на ПК, причем с очень малым шагом по времени (шаг должен быть значительно меньше, чем время между последующими соударениями частиц).

В связи со сказанным была развита новая физическая теория движения большого числа частиц. Эта теория принципиально отличается от классической механики. Она состоит из двух «подходов», т.е. термодинамического и статистического методов исследования. Принципиальность различия состоит в том, что использование Второго закона Ньютона дает однозначное, предопределенное или детерминированное описание, тогда как термодинамика и статистическая физика рассматривают средние значения физических величин для некоторого числа атомов. Совокупность этих атомов (или других частиц) называют статистическим ансамблем.

Другое важное отличие связано с характером движения частиц. В классической механике приборами можно отслеживать индивидуальное движение материальных точек. В больших ансамблях (газа, твердого тела, жидкости) происходит скрытое от невооруженного глаза тепловое движение.

2. Термодинамические параметры. Уравнение состояния термодинамической системы.

Термодинамические параметры: V, P, T, N, S. Уравнение состояния термодинамической системы: если удается для какой-то термодинамической модели установить соотношение F(P,V,T,N,S)=0, (N – число частиц в ансамбле), то говорят, что задано уравнение состояния системы.

3. Модель идеального газа. Уравнение состояния Менделеева-Клайперона.

Идеальным считается газ из материальных точек, не взаимодействующих друг с другом. Это разреженные одноатомные и молекулярные газы или их смеси. Уравнение состояния Менделеева – Клайперона: Уравнение состояния такого ансамбля можно вывести из основных постулатов динамики материальной точки. Оно получило названия «Уравнение состояния идеального газа» или «Уравнение Менделеева – Клайперона»: или, что то же самое, . Здесь Дж/К – постоянная Больцмана, Дж/(моль К), – число молей газа, 1/моль – число частиц в одном моле или число Авогадро.