Закон Фурье: поток тепла пропорционален градиенту температуры.

где – коэффициент теплопроводности.

Внутреннее трение (вязкость) – это процесс выравнивания скоростей различных слоев газа (жидкости), обусловленный хаотическим движением молекул. Сила вязкости пропорциональна градиенту скорости и направлена по касательной к слоям газа:

где  – коэффициент вязкости.

Для реальных газов нужно учитывать размеры молекул и их взаимодействие друг с другом. Между молекулами вещества одновременно действуют силы притяжения и силы отталкивания.

Уравнение состояния реального газа (уравнение Ван-дер-Ваальса) для 1 моля

где поправки а и b – постоянные для каждого газа величины, определяемые экспериментально. Изотерма Ван-дер-Ваальса

При фазовых переходах первого рода (испарение, конденсация, плавление и т.д.) поглощается или выделяется некоторое количество теплоты. При этом

Т = const, энтропия, объем, характер упаковки частиц изменяются.

При фазовых переходах второго рода (сверхтекучесть гелия, сверхпроводимость) происходит скачок теплоемкости.

Уравнение вязкости.

Уравнение теплопроводности.

Физический смысл коэффициента диффузии и его выражение согласно кинетической теории Перенос масс.

M = -D*dρ/dz*dSdt D=1/3 <λ><υ>

Физический смысл коэффициента вязкости и его выражение согласно кинетической теории

Перенос импульса. F= -η*dυ/dz*dS η=1/3<λ><υ>ρ

Физический смысл коэффициента теплопроводности и его выражение согласно кинетической теории Перенос температуры. Q= -q*dT/dz*dSdt q=1/3<λ><υ>ρC_v

Длина свободного пробега. Длина свободного пробега средняя длина пути, проходимого частицей между двумя последовательными соударениями с др. частицами

Электрическое поле в вакууме.

Напряженность электрического поля равна силе, действующей на единичный положительный пробный заряд, помещенный в данную точку поля:

.

Сила, действующая на заряд в электрическом поле напряженностью Е:

.

Принцип суперпозиции электрических полей: напряженность поля, создаваемого системой зарядов, равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из зарядов в отдельности:

Поток вектора напряженности через элементарную площадку dS:

,

а поток через площадь S:

.

Теорема Гаусса: поток вектора напряженности электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, заключенных внутри нее, деленной на ₀ :

.

Если заряды распределены в пространстве с объемной плотностью :

.

Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении точечного заряда q из одной точки поля в другую, имеющие потенциалы соответственно ₁ и₂:

.

Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля: циркуляция вектора напряженности электростатического поля вдоль любого замкнутого контура равна нулю.

.

Потенциал электрического поля - величина, равная работе поля по перемещению единичного положительного пробного заряда из данной точки поля в бесконечность (или, что то же самое, потенциальной энергии единичного положительного заряда, помещенного в данную точку поля):

.

Для потенциала также справедлив принцип суперпозиции.

Связь между напряженностью и потенциалом выражается формулой:

.

Что такое электрическое поле? Электрическое поле — особая форма поля, существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде в электромагнитных волнах. Электрическое поле непосредственно невидимо, но может наблюдаться по его действию и с помощью приборов. Основным действием электрического поля является ускорение тел или частиц, обладающих электрическим зарядом.

Сформулируйте закон сохранения электрического заряда. Закон сохранения электрического заряда гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы, сохраняется.

Какой электрический заряд можно считать точечным? - это такое заряженное тело размерами и формой, которого в условиях данного опыта или задачи можно пренебречь

Закон Кулона. Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Чему равна напряженность поля точечного заряда? E=kq\r²

Сформулируйте принцип суперпозиции полей. результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть просто сумма результатов воздействия каждой из сил.Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что электростатический потенциал, создаваемый в данной точке системой зарядов, есть сумма потенциалов отдельных зарядов.

Нарисуйте силовые линии поля точечного заряда. Силовые линии, линии, проведённые в каком-либо силовом поле (электрическом, магнитном, гравитационном), касательные к которым в каждой точке пространства совпадают по направлению с вектором, характеризующим данное поле (напряжённостью электрического или гравитационного полей, магнитной индукцией)

Поток вектора напряженности через замкнутую поверхность. Поток вектора напряжённости через замкнутую поверхность называется полным потоком:

Ф_E = .

Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в вакууме.

Поверхностная плотность заряда. Поверхностная плотность заряда - предел, к которому стремится отношение электрического заряда к площади, на которой этот заряд расположен, при условии, что площадь стремится к нулю.

Какое поле называется однородным? Поле, напряженность которого не зависит от положения в пространстве и везде имеет одно и тоже направление во всех точках, называется однородным

Чему равна работа сил электростатического поля по перемещению заряда q из точки 1 в точку 2? Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

Что называется потенциалом? Электростатический потенциал — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля.

Потенциал поля точечного заряда. φ= q/4πε₀εr=kq/εr потенциал поля точечного заряда в некоторой точке среды с диэлектрической проницаемостью

Что называют эквипотенциальной поверхностью? Какой угол составляет эквипотенциальная поверхность с силовой линией? Эквипот-е пов-и – пов-и равного потенциала. Угол - 90˚ Работа = 0

Нарисуйте эквипотенциальные поверхности поля точечного заряда.↑

Что называется разностью потенциалов? РП-величина, численно равная отношению работы по перемещению заряда из одной точки поля в другую к величине этого заряда.U=φ₁-φ₂

Связь между напряженностью и потенциалом.dA=Fdl, dA=-dW_p=-qdφ=> Fdl=-qdφ, F/q=dφ/dl

E=E_x+E_y+E_z, E_{x y z} =-dφ/dx,y,z=> E=-gradφ

Как связана разность потенциалов с напряженностью электрического поля?U=∫²₁Edl

Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. dA = Fdl, dA=qdφ

∫_L0 dA=∫_L0F_ldl=∫_L0F¯dl¯=∫_L0q F¯dl¯=0

Чему равна циркуляция вектора напряженности электростатического поля? ∫0 Edl=0

Что является силовой и энергетической характеристикой электростатического поля? Напряженность эл поля – силовая характеристика Эл-го поля. Потенциал – энергетическая характеристика.

Электрическое поле в веществе.

Диполь – система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов, расстояние между которыми гораздо меньше расстояний до рассматриваемых точек. Электрический момент диполя .

Во внешнем электрическом поле на концы диполя действует пара сил, которая стремится повернуть диполь таким образом, чтобы электрический момент развернулся вдоль направления поля. Во внешнем однородном поле на диполь действует вращающий момент , а в неоднородном поле диполь втягивается в область более сильного поля.

Диэлектрики – вещества, которые при обычных условиях практически не проводят электрический ток. Диэлектрики состоят из атомов и молекул, которые можно рассматривать как электрические диполи.

Существует 3 основных вида диэлектриков:

• неполярные: симметричные молекулы в отсутствие внешнего электрического поля имеют нулевой дипольный момент;

• полярные: молекулы вследствие асимметрии имеют ненулевой дипольный момент в отсутствие внешнего поля;

• ионные: пространственная решетка с правильным чередованием ионов разных знаков.

Поляризация – изменение состояния вещества, при котором любой элемент его объема во внешнем электрическом поле приобретает дипольный момент.

Мерой поляризации диэлектрика является вектор поляризации или поляризованность, которая определяется как дипольный момент единицы объема диэлектрика:

.

При поляризации происходит ориентация диполей или появление под действием электрического поля ориентированных по полю диполей. Соответственно 3 видам диэлектриков различают 3 вида поляризации:

• Электронная;

• Дипольная;

• Ионная.

Кристаллы, в которых возникает самопроизвольная ориентация дипольных моментов составляющих его частиц, называются сегнетоэлектриками.

В случае изотропного диэлектрика поляризованность линейно зависит от напряженности электрического поля:

.

Если поместить однородный диэлектрик во внешнее электрическое поле E₀, вследствие поляризации на поверхности диэлектрика появляются связанные заряды с поверхностной плотностью ’, а поле Е’, созданное связанными зарядами, направлено против внешнего поля.

.

- диэлектрическая проницаемость вещества, показывающая, во сколько раз поле ослабляется диэлектриком.

Напряженность электрического поля Е зависит от свойств среды и на границе раздела 2-х диэлектриков изменяется скачкообразно. Для описания непрерывного электрического поля вводится вектор электрического смещения (электрической индукции):

.

Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике:

или в случае равномерно распределенного заряда:

Электроемкость конденсатора:

Энергия электрического поля:

Объемная плотность энергии электрического поля:

Какие молекулы называются неполярными? неполярные диэлектрики имеют симметричные молекулы и в отсутствии внешнего поля их дипольный момент равен 0.

Какие молекулы называются полярными? Диэлектрики с ассиметричными молекулами имеют не нулевой дипольный момент и называются полярными.

Что называется электронной поляризацией диэлектрика? Электронная или деформационная поляризация диэлектрика , заключающаяся в возникновении у атомов индуцированного дипольного момента за счет деформации электронных орбит.

Что называется ориентационной поляризацией диэлектрика? Ориентационная или дипольная поляризация диэлектрика с полярными молекулами, заключающаяся в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю.

Что называют поляризацией диэлектрика? Процесс ориентации диполей или появление их под воздействием внешнего Эл-го поля наз-ся поляризацией диэлектрика.

Зависимость поляризованности диэлектрика от напряженности электрического поля для изотропных диэлектриков. Если диэлектрик изотропный(т.е. его свойства одинаковы по всем направлениям), то тогда эта поляризованность связана с направлением внешнего эл-го поля.

P¯=Hε_oE¯, Н-диэл. Восприимчивость вещества

Какие заряды называются связанными? Нескомпенсированные заряды, появляющиеся в результате поляризации диэлектрика, называются связанными.

Пластина из диэлектрика помещена в конденсатор. Чему равна напряженность результирующего поля в диэлектрике?

Что показывает диэлектрическая проницаемость вещества? Величина, показывающая во сколько раз напряженность поля в вакууме больше напряженности поля в данной среде, называется диэл. Прон. Среды. ε=Е_о/Е

Взаимосвязь между диэлектрической проницаемостью и диэлектрической восприимчивостью вещества.E=E_o-HE, E=E_o/ε

.

Сегнотоэлектрики-диэлектрики, обладающие в определенном интервале температур спонтанной (самопроизвольной) поляризованностью, т.е. поляризованностью в отсутствии внешнего электрического поля . Диэлектрическая проницаемость ε (а следовательно, и диэлектрическая восприимчивость Н) сегнеоэлектриков в зависит от напряженности Е поля в веществе, а для других диэлектриков эти величины являются характеристиками вещества.

Проводнику сообщен некоторый заряд. Чему равна напряженность поля внутри проводника? Потенциал?Е=0, φ=∞

Что называют электроемкостью проводников? От чего зависит электроемкость? В каких единицах измеряется? Эл. Ёмкостью наз-ся величина измеряемая отнош. Заряда проводника к потенциалу проводника. С=q/φ(Ф=Кл/В) Зависит от формы и размеров, но не зависит от материала, агрегатного состояния, формы и размеров внутри проводника.

Емкость конденсатора. От чего зависит емкость конденсатора? Под емкость конденсатора понимается физическая величина, равная отношению заряда Q, накопленному в конденсаторе, к разности потенциалов (φ₁-φ₂) между его обкладками. C=(φ₁-φ₂)/Q

Емкость плоского конденсатора. C= ε_oεS/d

Параллельное соединение конденсаторов. Чему равна общая емкость? C=∑C_i

Последовательное соединение конденсаторов. Чему равна общая емкость? C=∑1/C_i

Постоянный ток

Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц. За направление тока принято направление движения положительно заряженных частиц. Количественная характеристика – сила тока:

.