Специальная теория относительности

Постулаты Эйнштейна.

1. Принцип относительности: все законы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы к другой.

2.Принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источников света и наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.

Релятивистское замедление хода часов:

- ; длительность события в системе отсчета, относительно которой точка, где происходит событие движется со скоростью v ; длительность события в системе отсчета, относительно которой точка, где происходит событие, неподвижна.

Релятивистское сокращение длины стержня:

- длина стержня в системе отсчета, относительно которой он находится в покое; длина стержня в системе отсчета, относительно которой он движется со скоростью v.

Релятивистский закон сложения скоростей:

Релятивистский импульс:

Полная энергия свободной частицы:

Энергия покоя:

Связь между полной энергией и импульсом релятивистской частицы:

Кинетическая энергия релятивистской частицы:

Молекулярная физика и термодинамика

Закон Бойля-Мариотта:

- давление; объем; термодинамическая температура; масса идеального газа.

Законы Гей-Люссака:

t- температура по шкале Цельсия. - давление и объем при C. .

Закон Дальтона: давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов.

Парциальное давление газа, входящего в смесь, – то, которое производил бы газ, если бы он один занимал весь объем, равный объему смеси при той же температуре.

Уравнения Клапейрона - Менделеева для произвольной массы газа:

- молярная масса (масса одного моля вещества); молярная газовая постоянная; число молей.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа:

- давление газа; число молекул в единице объема; масса молекулы; средняя квадратичная скорость молекулы.

Средняя квадратичная скорость молекулы:

k– постоянная Больцмана.

Средняя арифметическая скорость молекулы:

Наиболее вероятная скорость молекулы:

Барометрическая формула: давление газа на высоте h.

Средняя длина свободного пробега молекул:

d- диаметр молекулы.

Среднее число столкновений молекулы за 1 с:

Закон теплопроводности Фурье:

- энергия, переносимая в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярно оси x; теплопроводность; градиент температуры.

Теплопроводность (коэффициент):

- удельная теплоемкость газа при постоянном объеме; средняя длина свободного пробега молекул.

Закон диффузии Фика:

- масса вещества, диффундирующая в единицу времени через единичную площадку; коэффициент диффузии; градиент плотности в направлении нормали к площадке.

Коэффициент диффузии:

Закон Ньютона для внутреннего трения (вязкости):

- полный импульс, переносимый в единицу времени в положительном направлении оси x через единичную площадку, перпендикулярную оси x; градиент скорости.

Коэффициент динамической вязкости:

Средняя энергия молекулы:

, где i-число степеней свободы молекулы.

Внутренняя энергия произвольной массы газа:

- число молей; сумма числа поступательных, числа вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы.

Первое начало термодинамики:

- бесконечно малое количество теплоты; бесконечно малое изменение внутренней энергии системы; элементарная работа.

Молярная теплоемкость газа при постоянном объеме:

Молярная теплоемкость газа при постоянном давлении:

Работа газа при изменении его объема:

Работа газа при изобарном расширении:

Работа газа при изотермическом расширении:

Уравнение адиабатического процесса:

γ - показатель адиабаты ( )

Работа газа при адиабатном расширении:

Термический коэффициент полезного действия для кругового процесса:

-количество теплоты, полученное системой; количество теплоты, отданное системой.

Термический коэффициент полезного действия цикла Карно:

- температура нагревателя и холодильника.

Уравнение Ван-дер-Ваальса для 1 моля реального газа:

-объем моля; -постоянные Ван-дер-Ваальса для конкретного газа.