1. Явление на границе газа, жидкости и твердого тела. Капиллярные явления.

2. Эффект Джоуля-Томпсона. Принцип Ле-Шателье-Брауна.

Эффект Джоуля-Томпсона: (Дроссельэффект) заключается в изменении температуры газа при его адиабатическом (без теплообмена с окружающей средой) дросселировании, т.е. протекании через пористую перегородку, диафрагму или вентель. Эффект называется положительным, если температура газа при адиабатическом дросселировании понижается, и отрицательным, если она повышается. Для каждого реального газа существует точка инверсии - значение температуры при которой измеряется знак эффекта. Для воздуха и многих других газоз точка инверсии лежит выше комнатной температуры и они охлаждаются в процессе Джоуля-Томсона. Дросселирование - один из основных процессов, применяемых в технике снижения газов и получения сверхнизких температур. Способ определения термодинамических величин газов, например, энтальпии, путем термостатировакия исходного газа, дросселирования его с последующим измерением тепла, подзеденного Джо к газу, отличающийся тем. что с целью определения термодинамических величин газов с отрицательным эффектом Джоуля-Томсона. Газ после дросселирования охлаждают до первоначальной температуры, затем нагревают до температуры после дросселя с измерением подведенного к нему тепла и по известным соотношениям определяют искомые величины.

Принцип Ле-Шателье-Брауна: Внешнее воздействие, выводящее систему из термодинамического равновесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. -Увеличение давления смешает равновесие в сторону реакции, зедушей к уменьшению объема. -Повышение температуры смешает равновесие в сторону эндотермической реакции. -Увеличение концентрации исходных вешеств и удаление продуктов из сферы реакции смешают равновесие в строну прямой реакции. - Катализаторы не влияют на положение равновесия.

3. Пуля массой 8 г внедряется с начальной скоростью 200 м/с в очень массивную мишень с песком, которая движется на встречу пуле со скоростью 100 м/с. Какое количество теплоты выделится при полном торможении пули.

4. Определить массу атмосферы земли при условии, что температура атмосферы не изменяется по высоте, т.е. Т=const, а давление на поверхности земли 1 атм.

Билет:

1. Связь между потенциальной энергией и силой. Потенциальная энергия тяготения и упругих деформаций.

Пространство, в котором действуют консервативные силы, называется потенциальным полем. Каждой точке потенциального поля соответствует некоторое значение силы F, действующей на тело, и некоторое значение потенциальной энергии U. Значит, между силой F и U должна быть связь , с другой стороны, dA = –dU, следовательно Fdr=-dU, отсюда:

Проекции вектора силы на оси координат: Вектор силы можно записать через проекции: , F = –grad U, где .

Градиент – это вектор, показывающий направление наибыстрейшего изменения функции. Следовательно, вектор направлен в сторону наибыстрейшего уменьшения U.Потенциальная энергия упругой деформации (пружины) Найдём работу, совершаемую при деформации упругой пружины. Сила упругости Fупр = –kx, где k – коэффициент упругости. Сила непостоянна, поэтому элементарная работа dA = Fdx = –kxdx. (Знак минус говорит о том, что работа совершена над пружиной). Тогда , т.е. A = U1 – U2. Примем: U2 = 0, U = U1, тогда .

На рис. 5.5 показана диаграмма потенциальной энергии пружины.

Рис. 5.5 Здесь E = K + U – полная механическая энергия системы, К – кинетическая энергия в точке x1.

Потенциальная энергия при гравитационном взаимодействии

Работа тела при падении A = mgh, или A = U – U0. Условились считать, что на поверхности Земли h = 0, U0 = 0. Тогда A = U, т.е. A = mgh.

Для случая гравитационного взаимодействия между массами M и m, находящимися на расстоянии r друг от друга, потенциальную энергию можно найти по формуле .

Потенциальной энергии гравитационного притяжения масс M и m.

Здесь полная энергия E = K + E. Отсюда легко найти кинетическую энергию: K = E – U.