11.3.Энтропия

          Термодинамикалық жүйенің күйін анықтайтын шаманың бірі энтропия болып табылады. Энтропия зат молекулаларының қозғалысының тәртіпсіздігінің мөлшері болып табылады. Өлшем бірлігі 

мұндағы:  - күй ықтималдығы.

.

Қайтымды тұйық процесте энтропиялық өзгерісі нольге тең.

Кез-келген жылу машинаның пайдалы әсер коэффициенті идеал жылу машинаның пайдалы әсер коэффициентінен үлкен болмайды.

Идеал жылу машинаның пайдалы әсер коэффициенті

Идеал жылу машинаның пайдалы әсер коэффициенті тек қыздырғыш пен салқындатқыштың температурасына тәуелді.

Термодинамиканың екінші заңы:

1.       Сыртқы ортада ешқандай өзгеріс болмаған жағдайда ешқашан салқын денеден ыстық денеге жылу берілмейді.

2. Дененің ішкі энергиясының есебінен шексіз жұмыс атқару мүмкін емес. .

3.       Кез-келген процестерде жүйенің энтропиясы кемімейді.

Термодинамиканың үшінші заңы (Нернст теоремасы)

.

Абсолют нольде термодинамикалық жүйенің энтропиясы нольге тең болады.

3. Ньютонның заңдары. Инерциялық күштер, Серпімді күштер. Үйкеліс күштер. Бүкіл әлемдік тартылыс заңы. Космостық жылдамдықтар. Ауырлық күші және салмақ. Салмақсыздық күйі.

Әсерлесу. Кұш материалдық денелердің өзара әсерлесуінен пайда болады.Күш осы әсерлесудің сандық өлшемі ретінде болады.

Күшті өлшеу. Күш-вектор. Күшті өлшеуге болады.Күш денелердің жылдамдығын ғана өзгертіп қоймайды, олардың деформациясын тудырады.Күш тек сан мәнімен ғана емес бағытымен де анықталады..Күштер параллелограммережесі бойынша қосылады. Материалдық нүкте динамикасының негізін Ньютонның үш заңы құрайды.

Ньютонның 1 және 2 заңдары., бірінші заң бойынша бір-бірінен өте алыстағы денелер тыныштықта болады немесе бірқалыпты түзу сызықты қозғалыс қалпын сақтайды., ал екінші заң денеге әсер еткен күштің әсерінен алатын үдеуді анықтайды.

m = , (2.1)

мүндағы m – дене массасы, – үдеу

Бұл заңның . физикалық мағынасы күштің координатының екінші туындысы екендігінде болып тұр

= .

Ньютонның 1-заңы динамика теңдеулері қарапайым түрде болатын- – . инерциалық санақ жүйелерін карастырады.

Ньютонның 2-заңы инерциалдық жүйедегі материалдық нуктенің үдеуі мен оған әсер ететіін күштердің арасындағы байланысты көрсетеді.

Масса. Ээксперимент нәтижелері үдеудің бағыты күш бағытымен бағыттас екенін көрсетеді.Бір күш әртурлі денелерге әртүрлі үдеу береді.. Әртүрлі күштер бір денеге әртүрлі үдеу береді.. Бірақ күштің удеуге қатынасы бір ғана шамаға тең.

. (2.2)

Егер (2.2) қатынасын векторлық түрде жазатын болсақ, онда (2.1) өрнегі шығады. Бұл теңдеуді басқа түрде жазуға болады:

, = . (2.3)

Массаның жылдамдыққы көбейтіндісі = импульс деп аталады.

Денеге әсер еткен күштің удеуге қатынасмен анықталатын дененің қасиеті инерттілік деп аталады. Ал инерттілікті сипаттайтын шама масса болып табылады.

Ньютонның үшінші заңы. Екі дене өзара әсерлескен кезде біб-біріне модульдар жағынан бірдей, бағыттары жағынана қарама-қарсы күшпен әсерлеседі.

= - . (2.4)

Механикадағы күштердің түрлері.

Гравитациялық күштер. Бүкіл әлемдік тартылыс заңы.

Бұл заң массалары m₁ және m₂ арақашықтықтары r болатын екі дененің өзара әсерлесу күшін анықтайды.

F = G , (2.5)

мұндағы G = – гравитациялық тұрақты.

Жер бетіндегі өріс. Жер радиусын R_o, ал оның бетінен массасы m денеге дейінгі арақашықтықты h деп белгілейік және h<< R_o болсын.Сонда ауырлық күші төмендегідей анықталады.

, (2.6)

мұндағы М – Жер массасы.

Ауырлық күшін биіктікке тәуелсіз тұрақты деп алсақ, онда

, (2.7)

мұндағы – Жер бетіндегі еркін түсу үдеуі.

Серпімділік күші. Гук заңы. Күш әсер кезде кез-келген нақты дене деформацияланады, өзінің формасымен көлемін өзгертеді. Егер күш әсері тоқталғаннан кейін, дене өзінің бастапқы формасымен өлшемін сақтаса, онда деформация серпімді деп аталады.

Тәжірибе көрсеткендей аз деформациялар кезінде серіппенің ұзаруы , әсер етуші күшке F пропорционал екендігі анықталған:

. (2.8)

Пропорционалдық коэффициент k-серіппенің қатаңдығы деп аталады.

Серпімділік күшімен деформацияның пропорционалдығы Гук заңы деп аталады.

Бүкіләлемдік тартылыс күші көрінісінің бірі – денелердің Жерге тартылу күшін ауырлық күші деп атайды және оны Fа әрпімен белгілейді.

Ал салмақ бұл дененің басқа бір денеге әсерін көрсететін күш.

 

шарты	Формуласы	Нәтижесі	Қозғалыс атауы
а=0	P=mg	Салмағы өзгермейді	Бірқалыпты немесе тыныштықта
а  үдеумен төмен қозғалғанда	P=m(g-а)	Салмағы нольге тең болады	Салмақсыздық
а үдеумен жоғары қозғалғанда	P=m(g+а)	Салмағы артып кетеді.	Асқын салмақ

Ғарыштық жылдамдықтар — жасанды денелердің (жерден) бастапкы ұшу жылдамдығы: біріншісі — 7,9 километр/сек., екіншісі — 11,2 километр/сек., үшіншісі — 16,7 километр/сек. Жердің тартылыс күшін теңестіріп, ракетаның жер орбитасын айналып жүруі үшін оған жер бетінде бастапкы жылдамдық беру керек. Ол — 7,9 километр/сек. (шеңбер жылдамдығы). Ракетаның ұшу биіктігі артқан сайын айналудың бастапқы жылдамдығы кемиді (200 километр ұшу биіктігінде — 7,9 километр/сек-ке дейін, 1000 километр биікте — 7,3 километр/сек-ке дейін). Өйткені жердің тартылыс күші азаяды. Жер бетіндегі бастапқы жылдамдықты 7,9-дан 11,2 километр/сек-ке дейін арттырса, ракета эллипс тәрізді орбитада ұшады, оның бір бүйірі жердің орталығында болады. Жылдамдық шеңбер жылдамдығынан артқан сайын, эллипс соғұрлым созылыңқы болады. Жер бетіндегі жылдамдық 11,2 километр/секундке жеткенде, ракета жердің тартылыс күшін женіп, жасанды планетаға айналады. Жер бетіндегі бастапқы жылдамдығы 16,7 километр/секундке жетсе, ракета Жердің де Күннің де тарту күшін жеңіп, күн жүйесінің шеңберінен шығады.

Формуладағы тұрақтыларды орындарына қойып есептегенде бірінші ғарыштық жылдамдық V1 ≈ 7,91 км/c болады.

2) Жердің еркін түсу үдеуі (g=9,8 м/c²) арқылы да бірінші ғарыштық жылдамдықты анықтай аламыз.

Үшінші космостық жылдамдық - одан əрі жоғарылатқан кезде дене Күннін тартылысын жеңіп, Күн жүйесінен шығып кететін жылдамдық.