2. «Напряжение» по обобщённому плану.

Электрическое напряжение между двумя точками – это физ.величина, численно равная отношению работы по перемещению заряда к величине заряда.

U, U=A/q [U]=1В= Дж/Кл

Величина производная, скалярная.

Прибор – вольтметр.

Связь напряжения с напряжённостью: U=E*∆x

Чем больше напряжение, тем больше напряжённость при ∆x=const

Чем больше ∆x, тем больше напряжённость при E=const

3. БИЛЕТ

1. Внутренняя энергия и способы её изменения. Работа газа. Закон сохранения энергии в тепловых процессах (первое начало термодинамики). Применение первого начала термодинамики для изопроцессов.

Любая совокупность движущихся и взаимодействующих между собой точечных тел обладает, во-первых, кинетической энергией, во-вторых, потенциальной энергией.

Будем считать, что в выбранной нами модели каждая молекула представляет собой маленький жёсткий шарик, имеющий массу. Будем считать, что каждая молекула является точечным телом. В этом случае любая термодинамическая система представляет собой совокупность огромного числа точечных тел. Эти молекулы непрерывно хаотично движутся относительно друг друга. Следовательно, когда ТДС покоится как целое тело, молекулы, из которых оно состоит, обладают кинетической энергией.

Кроме того, эти молекулы не только движутся, но и взаимодействуют между собой. Следовательно, ТДС обладает и потенциальной энергией.

Сумму кинетических энергий хаотического движения всех молекул и потенциальной энергий их взаимодействия друг с другом называют внутренней энергией ТДС.

Эту энергию называют внутренней потому, что мы не можем непосредственно наблюдать движение и взаимодействие молекул.

U; U=К+П, где К – сумма кинетических энергий хаотичного движения всех молекул, а П – сумма потенциальных энергий взаимодействия молекул друг с другом.

Существует два способа изменения внутренней энергии ТДС.

1. Изменение внутренней энергии ТДС в результате совершения работы.

-это физ.величина, которая показывает, насколько изменяется внутр.энергия ТС при взаимном перемещении её частей.

A, [A]=Дж, Uк=U₀+A, A=∆U

A>0, если внешние силы совершают работу над ТС (сверление)

A<0 если сама ТС совершает работу над внешними телами (вылет пробки из бутылки шампанского, газ совершает работу)

Проведём простой эксперимент. Положим на край стола учебник и слегка ударим по нему рукой так, чтобы он начал двигаться по поверхности стола. Проехав небольшое расстояние, учебник в результате силы трения остановится. Если рассматривать этот эксперимент с механической точки зрения, то после удара учебник двигался с некоторой скоростью, следовательно, он обладал кинетической энергией. В процессе движения скорость уменьшалась и сравнялась с 0. Но исчезла ли эта энергия бесследно? Может быть, она перешла в какую-то другую форму?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, проведём ещё один эксперимент. Положим тот же учебник на стол и, надавив на него сверху рукой, начинаем двигать учебник по столу, как бы «втирая» его в поверхность. Если после нескольких минут такого упражнения прижать нижнюю сторону учебника к щеке, то можно почувствовать, что она нагрелась. Нагрелась при этом и поверхность стола. Что это обозначает?

Степень нагретости связана с темпом хаотического движения молекул. Следовательно, кинетическая энергия молекул увеличилась, и тогда увеличилась и внутренняя энергия.

Так же при совершении над ТДС работы, внутренняя энергия увеличивается ровно на величину этой работы.

U₀+A=U_к, где U_{0 –} начальная внутренняя энергия тела, A – работа, совершённая над телом, U_к – конечная внутренняя энергия тела.

2. Изменение внутренней энергии ТДС в результате теплопередачи.

Представим себе, что необходимо нагреть чайник с водой, чтобы заварить чай. При нагревании ТДС увеличивается темп хаотического движения молекул этой системы, значит, увеличивается и внутренняя энергия. Можно было бы натирать чайник или перемешать воду, находящуюся в нём. Однако обыденный опыт подсказывает, что удобнее поставить чайник на плиту и нагревать его. При этом работа не будет совершаться. Следовательно, от горячей плиты холодному чайнику с водой передаётся энергия без совершения работы. Такой способ передачи энергии от одного тела другому называют теплопередачей. Теплопередача - это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над ней.

Теплопередача характеризуется количеством теплоты.

В соответствии с нулевым законом термодинамики любая теплоизолированная ТДС, над которой не совершают работу, с течением времени приходит в состояние теплового равновесия. Такое состояние ТДС системы можно охарактеризовать набором термодинамических параметров: температурой, давлением, объемом, массой вещества. Часто их называют макропараметрами. Они связанны между собой определёнными соотношениями.

Существует три газовых закона.

Изотермический процесс.

Закон Бойля-Мариотта: для идеального газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура не изменяется

P*V=const

T=const

m

p

=const

V

Изохорический процесс.

Закон Шарля.

Для идеального газа данной массы отношение давления газа к его абсолютной температуре постоянно, если объем газа не изменяется.

m=const

V=const

P/T=const

Изобарический процесс.

Закон Гей-Люссака

Для идеального газа данной массы отношение объёма газа к его абсолютной температуре постоянно, если давление газа не меняется.

m=const

p=const

P/T=const

Так как внутреннюю энергию ТДС можно изменять двумя способами, которые могут происходить одновременно.

Uк=U₀+A+Q

Приведённое уравнение является математической формулой записи закона сохранения энергии при тепловых процессах.

Энергия не может появиться из нечего или исчезнуть бесследно. Возможен лишь её переход от одного тела к другому или из одного вида в другой.