![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Механика.
- •§1. Механическое движение.
- •§2. Вектор перемещения точки.
- •§3. Вектор скорости.
- •§4. Вектор ускорения.
- •§5. Псевдовекторы.
- •§6. Классификация движения материальной точки.
- •§7. Кинематика твёрдого тела.
- •§8. Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчёта.
- •§9. Сила.
- •§10. Масса. Центр инерции. Импульс.
- •§11.Второй закон Ньютона.
- •§12. Третий закон Ньютона.
- •§13. Закон движения центра инерции.
- •§14. Закон сохранения импульса.
- •§15. Механическая работа.
- •§16.Кинетическая энергия.
- •§17.Потенциальная энергия.
- •§18.Закон сохранения механической энергии.
- •§19. Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары.
- •§20.Момент силы и момент импульса.
- •§21.Момент инерции.
- •Теорема Штейнера.
- •§22.Основной закон динамики вращательного движения.
- •§23.Закон сохранения момента импульса.
- •Термодинамика и молекулярная физика.
- •§24. Предмет молекулярной физики.
- •§25. Статистический, динамический и термодинамический методы исследования.
- •§26. Термодинамические параметры. Термодинамический процесс.
- •§ 27. Уравнение состояния идеального газа.
- •§ 28. Основное уравнение кинетической энергии газов.
- •§ 29. Закон распределения молекул идеального газа по скоростям Максвелла.
- •§ 30. Средняя длина свободного пробега молекул.
- •§ 31. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул.
- •§32. Явления переноса в газах.
- •§33. Явление диффузии.
- •§34. Явление внутреннего трения (вязкости).
- •§35. Явление теплопроводности.
- •§36. Внутренняя энергия термодинамической системы.
- •§37. Количество теплоты и термодинамическая работа.
- •§38. Первое начало термодинамики.
- •§39. Теплоёмкость.
§35. Явление теплопроводности.
Определение: Теплопроводность – явление возникающее при наличии разности температуры созданной в теле в
некотором направлении.
При явлении теплопроводности происходит
направленный перенос энергии в форме
теплоты. Молекулы из более нагретой
области попадают в менее нагретую
область, передают часть своей кинетической
энергии в результате соударений молекул
данной области, при этом кинетическая
энергия молекул менее нагретой области
возрастает, следовательно, увеличивается
температура в этой области и наоборот.
При одновременной теплопроводности
температура газа зависит только от
одной координаты (х). Перенос энергии
происходит вдоль этой координаты и
подчиняется законам Фурье:
Определение:
Удельный тепловой поток ()
– физическая величина, численно равная
энергии передаваемой в
форме теплоты за единицу времени, через плоскую поверхность единичной площади, расположенной
ортогонально направлению переноса энергии.
Определение: Коэффициент теплопроводности (К) – физическая величина, численно равная удельному тепловому
потоку при единичном градиенте
температуры.
- градиент температуры вдоль оси х.
Физический смысл знака «-» в законе Фурье: Знак минус указывает на то , что перенос энергии в форме теплоты происходит в сторону убывания температуры.
Коэффициент теплопроводности для
идеальных газов (однородных):
, гдеR– газовая постоянная;i– число степеней свободы
молекул данного газа.
Элементарное количество теплоты
переносимое за время
через малую площадку площадью
вычисляется по формуле:
При равномерном изменении температуры
вдоль оси xэнергия, в
форме теплоты переносимая газом за
конечный промежуток временичерез плоскую поверхность конечной
площади
,
вычисляется по формуле:
(
)
Линейную зависимость температуры от координаты можно получить поддерживая постоянными, но разными по величине температуры газа на концах узкой и длинной трубы.
Внутри трубы будет происходить перенос
энергии, подчиняющийся закону ().
§36. Внутренняя энергия термодинамической системы.
Полная энергия любой системы состоит из кинетической энергии движения системы, как единого целого, потенциальной энергии во внешнем силовом поле и внутренней энергии системы.
,
где
-
внутренняя энергия системы.
Определение:Внутренней энергией термодинамической системы называется энергия, зависящая только от
термодинамического состояния данной системы.
В состоянии покоя и отсутствием взаимодействия с внешними силовыми полями, внутренняя энергия совпадает с полной энергией системы. Внутренняя энергия включает в себя кинетическую энергию всевозможных видов движения молекул системы и потенциальную энергию их взаимодействия между собой. Внутренняя энергия многоатомного газа состоит из следующих слагаемых:
А) Суммарная кинетическая энергия поступательного и вращательного движения всех молекул этого газа;
Б) Суммарная кинетическая и потенциальная энергии колебания атомов в молекулах;
В) Суммарная потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия;
Г) Суммарная энергия электронных оболочек атомов молекул;
Д) Суммарная потенциальная энергия взаимодействия нуклонов в ядрах атомов.
В процессах, где температуры не очень
высоки пункты Г) и Д) не изменяют своих
значений, т. е. данный вид энергии в
термодинамических процессах можно не
учитывать. Внутренняя энергия является
однозначной функцией состояния. Значение
внутренней энергии в данном состоянии
не зависит от того, с помощью какого
процесса система пришла в это состояние,
следовательно, изменение внутренней
энергии при замкнутом процессе (система
возвращается в исходное состояние)
.
Для идеальных газов:
,
где с – некоторая постоянная.
Во всех процессах важно знать не само
значение внутренней энергии, а её
изменение, которое вычисляется по
формуле:
.