Тема 2. Основы термодинамики

1. Основные понятия

• Внутренняя энергия. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа…….. 52

• Способы изменения внутренней энергии. Виды теплопередачи……………………… 53

• Количество теплоты…………………………………………………………………………………………….. 53

• Удельная теплоёмкость вещества………………………………………………………………………. 53

• Удельная теплота парообразования (конденсации)…………………………………………. 54

• Удельная теплота плавления (кристаллизации)……………………………………………….. 54

• Удельная теплота сгорания топлива…………………………………………………………………… 54

• Уравнение теплового баланса……………………………………………………………………………. 54

• Работа в термодинамике……………………………………………………………………………………. 54

2. Законы термодинамики

• Первый закон термодинамики……………………………………………………………………….. 56

• Первый закон термодинамики для изопроцессов…………………………………………. 56

• Адиабатный процесс. Первый закон термодинамики для адиабатного процесса…56

• Второй закон термодинамики…………………………………………………………………………. 57

3. Тепловые двигатели……………………………………………………………………………………………….. 58

Литература……………………………………………………………………………………………………………… 61

Введение Основные понятия

1. Физика - фундаментальная наука о природе, о свойствах и строении материи, законах её движения.

2. Материя, вечно движущаяся и развивающаяся, - это то, что окружает нас, это объективная реальность, существующая помимо нашего сознания и данная нам в ощущении.

3. Формы существования материи - вещество и поле.

4. Физика изучает физические явления и физические свойства тел.

Явления – это любые изменения в природе. Физические явления – это механические (движения самолётов и автомобилей, обращение Земли вокруг Солнца и т.д.), тепловые (таяние льда, кипение воды и т.д.), электромагнитные (притяжение и отталкивание заряженных тел, влияние Земли на стрелку компаса, молния и т.д.), оптические (свечение экрана телевизора, отражение света от зеркала, радуга и т.д.) и некоторые др.

5. Физика использует научные методы познания – наблюдения и эксперимент.

Наблюдения и эксперимент - это составная часть науки, они позволяют накопить фактический материал и требуют глубокого осмысления, выявления взаимосвязей, систематизации. Результаты таких исследований формулируются в виде определённых закономерностей.

6. Гипотеза – это научное предположение о том, что существует связь между известным и вновь объясняемым явлением. Выдвигается при систематизации и анализе экспериментальных данных и проверяется снова опытным путём.

7. При описании явлений используются различные величины. Величина – это то, что может быть выражено количественно. Физические величины – это те, которые характеризуют физические свойства тел или особенности протекания физических явлений.

8. Физический закон – это описание соотношений в природе, проявляющихся при определённых условиях в эксперименте. В физических законах устанавливаются количественные соотношения между физическими величинами.

Частные законы описывают сравнительно небольшой круг явлений (напр. закон Ома, законы отражения и преломления света и др.).

Фундаментальные законы – охватывают все группы явлений (напр. законы сохранения).

9. Физическая теория – это совокупность гипотез, постулатов, определений и законов, объясняющих наблюдаемое явление. Основу теории составляют экспериментальные данные, физические величины и способы их измерения.

Критерий правильности теории - эксперимент.

Завершением построения теории являются выводы, следствия и научные предсказания.

10. Постулат – это положение, которое не может быть ни логически доказано, ни выведено из опыта, принимаемое без доказательства.

11. Физическая модель – это упрощённая идеализированная система, в которой учитываются главные существенные для неё свойства, а несущественные второстепенные отбрасываются (напр. материальная точка, идеальный газ, планетарная модель атома и т.д.).

Любая теория является описанием некоторой физической модели, а поэтому некоторым приближением к реальности.

12. Границы применимости физической теории, закона определяются пределами применимости используемой физической модели, т.к. модель отражает только главные черты реальных объектов или явлений.

13. Элементарная частица – микрообъект, который невозможно расщепить на составные части. Лептоны – лёгкие частицы (электрон, нейтрино). Адроны – тяжёлые частицы (протон, нейтрон). Особая группа элементарных частиц – переносчики взаимодействий между частицами (фотон переносит минимальную порцию энергии электромагнитного поля).

14. Фундаментальные взаимодействия – это взаимодействия, которые не могут быть сведены к другим более простым взаимодействиям.

Науке известно четыре вида взаимодействий:

- гравитационные взаимодействия – это всемирное тяготение, взаимодействия всех тел во Вселенной;

- электромагнитные взаимодействия связывают между собой только заряженные частицы;

- слабые взаимодействия присущи всем элементарным частицам, кроме фотона, они вызывают превращения частиц друг в друга;

- сильные взаимодействия (ядерные) определяют связи только между адронами.

15. Современная физическая картина мира - это представление о строении и развитии Вселенной в свете последних научных открытий, а также законов, описывающих известные формы движения материи.