2. Питома теплота плавлення

Чим більша маса речовини, яку розплавляють, тим більша потрібна кількість теплоти:

Питома теплота плавлення чисельно дорівнює кількості теплоти, яку необхідно передати одному кілограму кристалічної речовини, нагрітої до температури плавлення, щоб перетворити її в рідину тієї ж температури.

Для процесу кристалізації:

у цьому випадку — питома теплота кристалізації.

3. Питома теплота пароутворення

Як і в попередньому випадку: Q~т (чим рідини більше, тим довше її випаровувати, тим більше потрібне Q).

Питома теплота пароутворення L чисельно дорівнює кількості теплоти, необхідній, щоб при незмінній температурі 1 кг рідини перетворити у пару.

(У таблицях значення L наводиться при температурах кипіння рідин.)

Для процесу конденсації:

у цьому випадку L — питома теплота конденсації.

4. Питома теплота згорання (теплотворна здатність)

Чем більше згорає палива, тим більше тепловиділення: Q~m. Різні речовини виділяють різні Q:

Питома теплота згорання q чисельно дорівнює кількості теплоти, яка виділяється при згоранні 1 кг речовини.

Рівняння теплового балансу

Воно виражає закон збереження енергії у процесах теплообміну. Для n тіл, що знаходяться у тепловому контакті:

(Q > 0 для тіл, що одержують тепло,

Q < 0 для тіл, що віддають тепло.)

Контрольні питання:

1. Дайте визначення агрегатних станів речовини і укажіть основні фізичні відмінності між ними.

2. Накресліть діаграму стану для води.

3. Від чого залежить (не залежить) тиск насиченої пари?

4. Який принцип роботи приладів для вимірювання вологості повітря?

5. Чим спричинений поверхневий натяг?

6. Від чого і як залежить коефіцієнт поверхневого натягу?

7. Які основні особливості фізичних властивостей кристалів на відміну від інших агрегатних станів?

8. Наведіть приклади аморфних і кристалічних тіл.

9. Що таке рідкі кристали? Де вони застосовуються практично?

10.Для яких систем застосовують рівняння теплового балансу?

Література

1.Гончаренко С.У. Фізика. Підручник для 10-х кл.середньої загальноосвітньої школи.

К. : Освіта, 2002. .§§ 13-30.

2.Жданов Л. С. , Жданов Г. Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів. Підручник.

М., Наука, 1984.§§ 7.1-13.6.

Електростатика План

1. Електрична взаємодія тіл та її особливості.

2. Роль тертя в електризації тіл

3. Носії електрики.

4. Закон Кулона.

5. Закон збереження заряду.

6. Електростатичне поле.

7. Напруженість електростатичного поля.

8. Принцип суперпозиції полів.

9. Різні речовини в електричному полі.

10.Потенціал електростатичного поля.

11.Робота електричного поля по переміщенню заряду.

12.Електрична ємність.

13.Конденсатори. Способи з’єднання конденсаторів.

14.Енергія електростатичного поля.

Електростатика - це розділ фізики, який вивчає заряджені тіла (або частинки) у стані спокою та їх взаємодію.

Електрична взаємодія тіл та її особливості

За багато століть до нової ери люди спостерігали прояви сил, названих пізніше електричними. Було установлено, що янтар (бурштин), потертий об вовну (або хутро), притягує до себе легкі предмети.

Довго вважали, що цю властивість має тільки янтар, тому виявлений ефект назвали електричним (від грец. "elektron" — янтар). Пізніше такі ж властивості виявили й у інших тіл, зокрема у скла, потертого об шкіру (або шовк).

Наелектризовані тертям шматочок янтарю і шматочок скла притягались один до одного, але шматочки янтарю один від одного відштовхувались, шматочки скла - теж. Підкреслюючи відмінність у наелектризованості янтарю і скла, янтар умовно назвали зарядженим негативно, а скло - позитивно (хоча можна було вчинити й навпаки). Високий ступінь електризації досягався у сірки при її терті об шкіру.

Надалі виявили електризацію при терті будь-яких пар різнорідних речовин, однак у металів наелектризованість звичайно не зберігалась (електризоване тіло розряджалось через руку експериментатора). У процесі вивчення електричних зарядів електризацію тертям вручну замінили механізованим тертям.

Механізм електризації

Роль тертя в електризації тіл

Експерименти показали, що не тільки при терті, але й при тісному дотиканні тіл спостерігається їх електризація. Наприклад, куля з діелектрика, що не змочується водою, після одноразового повільного занурення у дистильовану воду і виймання з води виявлялась зарядженою негативно, а вода — позитивно (а).

У випадку твердих тіл з шорсткою поверхнею електризація їх при терті зумовлена не перетворенням механічної енергії в електричну, а збільшенням реальної контактної площі тіл 1 і 2 (б). Електризація тіл часто шкодить (притягання пилу пряжею і забруднення її; розрив пряжі внаслідок притягання до веретен). Однак існують і застосування електризації (наприклад, в електрокопіювальних установках "ксерокс").

Носії електрики

Всі тіла складаються з атомів, утворених з негативно заряджених час­тинок (електронів) і позитивно заряджених частинок (протонів). У нейтральному атомі число електронів і протонів однакове, у не наелектризованому тілі — теж.

Основний закон електрики - закон Кулона

Кількісну міру наелектризованості тіл спочатку назвали кількістю електрики (і позначили "Q " або "q" — від 'quantity" — кількість). Тепер цю величину називають зарядом і розглядають як кількісну міру електричної взаємодії.

Формула Кулона для взаємодії у вакуумі (або повітрі) точкових зарядів (заряджених тіл типу матеріальних точок):

(іноді пишуть || і ||> формально підкреслюючи розгляд модулів зарядів). Ця формула аналогічна формулі закону всесвітнього тяжіння, але є й відмінності:

а) т завжди > 0, а q буває і < 0 (гравітація — завжди притягання, а при електричній взаємодії буває не тільки притягання, а й відштовхування).

б) коефіцієнт G — світова стала, а коефіцієнт К залежить від вибору системи одиниць; у СІ:

Для спрощення деяких формул, що одержуються на основі формули Кулона (наприклад, формули ємності плоского конденсатора), роблять заміну:

.

Величина - називається електричною сталою і служить (як і К) розмірно-числовим коефіцієнтом.

[q] = Кл (кулон). Ця неосновна одиниця СІ вводиться через основну - ампер.

Протон і електрон — носії елементарного (найменшого неподільного) заряду:

Закон збереження заряду

У електрично нейтрального тіла сумарний позитивний заряд чисельно дорівнює сумарному негативному. При електризації тіл заряди від одного тіла переходять до іншого, але у замкненій системі тіл алгебраїчна сума зарядів не змінюється

При будь-яких взаємодіях тіл електричні заряди не виникають і не знищуються, а тільки передаються від одного тіла іншому, тобто перерозподіляються між тілами, що утворюють систему

Електростатичне поле

Взаємодія тіл на відстані через "ніщо" неможлива, матеріальний посередник у такій взаємодії — поле.

Електростатичне поле — особливий вид матерії, що оточує заряджені тіла і є посередником у їх взаємодії.

Сили електричної взаємодії (як і більшості інших видів взаємодії) обмінного характеру.

Частинка, яку "перекидають" одне одному взаємодіючі наелектризовані тіла — електрон.

Напруженість електричного поля

Електричне поле в кожній ділянці спричиняє силову дію на заряджені тіла, що вносяться в нього.

Поле у будь-якій точці досліджують за допомогою "пробного заряду" q_п. Це — точковий позитивний заряд, числове значення якого набагато менше, ніж значення заряду, який створює досліджуване поле (щоб пробний заряд не призводив до істотної зміни розподілу заряду на дос­ліджуваному тілі).

Для даної точки поля:

– напруженість

Напруженість — силова характеристика поля, яка чисельно дорівнює силі, що діє на одиничний пробний заряд, внесений у досліджувану точку поля.

Лінії вектора (силові лінії)

Вносячи в різні точки досліджуваних полів точковий заряд, проводять силові лінії. Якщо вони прямі, то вектор напрямлений вздовж них, а якщо криві — вздовж дотичних до них. Густота сітки ліній чисельно дорівнює (або пропорційна) значенню напруженості. Силові лінії електростатичного поля незамкнені (починаються на позитивних зарядах і закінчуються на негативних).

Напруженість поля точкового заряду

Нехай у точку 1 поля, створеного точковим зарядом q, внесли заряд q.п Тоді:

Тобто

Принцип суперпозиції полів

Нехай поблизу точки А знаходяться два заряди і Заряд створює в точці А поле напруженістю , а заряд — поле напруженістю. Ці поля накладаються, результуюча напруженість поля в точці А:

Узагальнення на випадок П зарядів:

Електричні поля кількох зарядів накладаються в будь-якій точці

простору так, начебто кожний заряд існує окремо.

Принцип суперпозиції — це принцип незалежності: поля окремих зарядів, накладаючись, не впливають одне на одне.

Різні речовини в електричному полі

1. Провідники (метали) в електричному полі

Це — речовини, які містять колективізовані ("вільні") електрони і проводять електричний струм. Зміщення електронів під дією електричного поля напруженістю Е₀ створює надлишок негативного заряду на одній частині тіла і надлишок заряду позитивних іонів — на протилежній частині тіла, (позитивним іоном стає атом, втрачаючи електрон). Електризація провідника

Колективізованих електронів в металі так багато, що напруженість поля Е', створеного поверхневими зарядами провідника, виявляється чисельно рівною величині Е₀ ; напрями у них протилежні, значить, для результуючого поля (за принципом суперпозиції):

Зовнішнє поле не проникає всередину металу внаслідок екрануючої дії наведених зовнішнім полем зарядів на поверхні металу.

Електростатичний захист

Для захисту від зовнішніх електричних полів чутливі електровимірювальні прилади оточують густою металевою сіткою; центральний дріт кабелю телевізійної антени оточують плетеним дротяним екраном.