24. Твердий стан речовини.

Аморфні тіла (переохолоджені рідини) — пластичні, не мають певної температури плавлення (просто зменшується в'язкість), молекули їх не утворюють кристалічної решітки

Криста́л — тверде тіло з упорядкованою внутрішньою будовою, що має вигляд багатогранника з природними плоскими гранями

Полікристали — тверді тіла, які складаються з безлічі безладно орієнтованих дрібних кристалічних зерен — кристалітів (дрібних монокристаликів).

Монокристали — великі поодинокі криста­ли, у яких в межах всього їх об'єму зберігається дальній порядок розташування частинок

Анізотропія кристалів — це неоднаковість більшості фізичних властивостей речовини в різних напрямах

Перехід речовини із твердого стану в рідкий називається плавленням, а перехід із рідкого стану в твердий – отвердінням або кристалізацією.

Плавлення і кристалізація проходять при однаковій температурі. Цю температуру називають температурою плавлення.

Сплав — тверда або рідка однорідна речовина, утворена сплавленням (стопленням) кількох металів або металів з неметалами.

Питома теплота плавлення (λ ) речовини вимірюється кількістю теплоти, що необхідна для плавлення одиниці маси цієї речовини , взятої при температурі плавлення.

25. Теплове розширення тіл

Зміна одного з розмірів твердого тіла при зміні температури називається лінійним розширенням.

Лінійне розширення описують рівнянням:

При нагріанні тіл їх густина зменшується ( маса стала, а об’єм збільшується )

Коефіцієнт лінійного розширення показує, на яку частину тіла, взятого при 0⁰С, змінюється його довжина

Об’єм тіла при нагріванні визначають:

або

Використання: У техніці створені спеціальні сплави з дуже малим коефіцієнтом лінійного розширення, що використовуються в конструкціях, де треба мінімізувати температурні деформації.

Більшість термометрів побудована на основі використання зміни об'єму рідини із зміною температури, або використання матеріалів з різними коефіцієнтами теплового розширення. 26. Внутрішня енергія

Змінити внутрішню енергію тіла можливо двома способами: 1)виконати над тілом роботу, 2) надати тілу певну кількість теплоти одним із способів теплопередачі. Способи теплопередачі:

1. Теплопровідність — обмін енергією між частинами тіла або тіла­ми, що перебувають у безпосередньому контакті.

2. Конвекція — перенесення енер­гії потоками рідин або газів.

3. Випромінювання — перене­сення енергії електромагнітними хви­лями.

Кількість теплоти — це фізична величина, яка характеризує процеси обміну енергією між тілами при теплообміні.

Нагрівання і охолодження тіл, які не призводять до зміни агрегатного стану тіла описують рівнянням

Q = cm(t₂ –t₁)= cm(T₂ –Т₁) = C ∆T

Кількість теплоти, що виділяється при згорянні палива визначається формулою: Q = q·m.

27. Перший закон термодинаміки

Теплоє́мність — фізична величина, яка визначається кількістю теплоти, яку потрібно надати тілу для зміни його температури на один градус.

1. Закон збереження енергії: підведена до системи кількість теплоти Q частково йде на збільшення внутріш­ньої енергії системи ΔU і частково — на виконання цією системою роботи А: Q=ΔU+A

2. Розширений вираз першого закону термодинаміки:

При ізохорному процесі робота газу А дорівнює нулю ( ). Отже, перше начало термодинаміки для такого процесу набирає вигляду

Для ізобарного процесу формула першого начала термодинаміки має вигляд :

При ізотермічному процесі температура газу не змінюється. Тому : Процес у якій-небудь системі, який від­бувається без обміну теплом з навколишнім середовищем (Q = 0), називається адіабатним.

Цикл Карно З усіх теплових машин, які працюють з нагрівником, що має температуру Т₁ і холодильником, що має температуру Т₂, найбільший коефіцієнт корисної дії має теплова машина, що працює за оборотним циклом Карно, який складається з двох ізотерм (1 → 2, 3 → 4) та двох адіабат (2 → 3, 4 →1).

Тепловий двигун — це машина, що перетворює внут­рішню (теплову) енергію па­лива у механічну.

Застосування: в основному потужніх парових турбін

ККД теплового двигуна

1.Ідеальний (для циклу Карно):

2. Термічний (для будь-якого циклу): 3. Реальний (дійсний)