Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика для студентов ГГФ. В 2 частях. Ч.1. Механика, термодинамика и молекулярная физика. Учебное пособие
.pdf
8.4.5. Момент инерции однородного сплошного цилиндра
относительно поперечной оси . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.4.6. Момент инерции сферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
8.4.7. Момент инерции однородного шара . . . . . . . . . . . . . . 110
8.5. Плоское движение твердого тела . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
9. Движение твердых тел. Элементы статики 116
9.1. Физический маятник . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
9.2. Столкновение тел при плоском движении . . . . . . . . . . . . . . . 118
9.3. Элементы статики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
9.3.1. Равновесие протяженного тела на наклонной плоскости . . . 121
9.3.2. Равновесие лестницы, прислоненной к стенке . . . . . . . . . 122
9.4. Устойчивость положения равновесия . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
9.5. Гироскопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
10. Механика упругих тел 128
10.1. Упругие тела . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
10.2. Растяжение и сжатие стержней . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
10.3. Всестороннее и одностороннее сжатие и растяжение . . . . . . . . . 133
10.4. Деформация сдвига . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
10.5. Деформации кручения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
10.6. Деформации изгиба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
10.7. Распространение упругих возмущений в стержнях . . . . . . . . . . 140
10.8. Распространение продольных и поперечных возмущений . . . . . . 142
10.9. Поперечные волны в натянутом шнуре . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
11. Механика жидкостей и газов 145
11.1. Идеальная несжимаемая жидкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
11.2. Гидростатика идеальной жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
11.2.1. Закон Паскаля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
11.2.2. Закон Архимеда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
11.2.3. Гидростатическое давление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
11.2.4. Жидкость во вращающемся сосуде . . . . . . . . . . . . . . . 148
11.3. Движение несжимаемой жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
11.3.1. Линии и трубки тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
11.3.2. Уравнение Бернулли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
11.3.3. Скорость распространения звука в жидкостях и газах . . . 152
12. Понятия и постулаты термодинамики 155
12.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
12.2. Нулевое начало термодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
12.3. Равновесные и неравновесные процессы . . . . . . . . . . . . . . . . 156
12.4. Идеальный газ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
12.4.1. Эмпирические газовые законы . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
12.4.2. Моль вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
12.4.3. Квазистатические процессы в идеальном газе . . . . . . . . . 159
12.5. Первое начало термодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
12.6. Теплоемкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
281
12.6.1. Теплоемкость при изотермическом процессе . . . . . . . . . 162
12.6.2. Теплоемкость при изохорическом процессе . . . . . . . . . . 163
12.6.3. Теплоемкость при изобарическом процессе . . . . . . . . . . 163
12.7. Адиабатический процесс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
12.8. Политропический процесс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
13. Термодинамические циклы. Второе начало термодинамики.
Энтропия. Термодинамические потенциалы 167
13.1. Циклические процессы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
13.1.1. Тепловая машина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
13.1.2. Цикл Карно . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
13.1.3. Холодильная машина. Тепловой насос . . . . . . . . . . . . . 171
13.2. Второе начало термодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
13.3. Энтропия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
13.4. Термодинамические потенциалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
13.4.1. Химический потенциал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
14. Реальные газы. Равновесие фаз 183
14.1. Реальные газы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
14.2. Модель газа Ван-дер-Ваальса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
14.2.1. Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса . . . . . . . . . . 188
14.3. Фазовые превращения и фазовые равновесия . . . . . . . . . . . . . 190
14.3.1. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса . . . . . . . . . . . . . . 191
14.3.2. Равновесие трех фаз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
14.3.3. Зависимость давления насыщенного пара от температуры . 195
15. Физика поверхностных явлений. Свойства растворов 197
15.1. Поверхностное натяжение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
15.1.1. Краевой угол. Смачивание и несмачивание . . . . . . . . . . 200
15.1.2. Формула Лапласа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
15.1.3. Капиллярные явления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
15.1.4. Зависимость давления насыщенного пара от кривизны
поверхности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
15.1.5. Испарение и кипение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
15.2. Растворы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
15.2.1. Осмос и осмотическое давление . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
15.2.2. Законы Генри и Рауля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
16. Начала молекулярно-кинетической теории 215
16.1. Элементы теории вероятностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
16.2. Идеальный газ с точки зрения молекулярно-кинетической теории . 220
16.2.1. Давление идеального газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
16.2.2. Термодинамическое равновесие с точки зрения
молекулярно-кинетической теории . . . . . . . . . . . . . . . 224
16.2.3. Температура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
17. Распределение Максвелла. Распределение Больцмана 232
17.1. Распределение Максвелла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
282
17.2. Средняя, среднеквадратичная, наиболее вероятная скорости молекул236
17.3. Молекулярные потоки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
17.4. Распределение Больцмана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
17.4.1. Барометрическая формула . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
17.4.2. Распределение Больцмана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
17.4.3. Центрифугирование, разделение изотопов . . . . . . . . . . . 244
18. Явления переноса в газах. Перенос массы 245
18.1. Принцип локального равновесия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
18.2. Столкновения молекул. Рассеяние молекулярного потока. Длина
свободного пробега . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
18.3. Явления в разреженных газах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
18.4. Диффузия. Поток массы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
18.5. Связь между коэффициентами подвижности и диффузии . . . . . 257
18.6. Вакуумный диффузионный насос . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
19. Явления переноса в газах. Перенос импульса и энергии.
Вязкость. Теплопроводность. Излучение 260
19.1. Вязкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
19.2. Течение вязкой жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
19.2.1. Формула Пуазейля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
19.3. Теплопроводность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
19.4. Уравнение теплопроводности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
19.4.1. Распределение температуры в плоском слое . . . . . . . . . . 269
19.5. Термодинамика излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Рекомендуемая литература 278
283
Учебное издание
Кашкаров Алексей Олегович
Физика для студентов ГГФ
Часть I
Механика, термодинамика и молекулярная физика
Учебное пособие
Редактор П. И. Юрганова
Верстка А. О. Кашкарова
Обложка Е. В. Неклюдовой
Подписано в печать 07.04.25 г. Формат 70×100 1/16.
Уч.-изд. л. 17,8.
Усл. печ. л. 22,9. Тираж 30 экз. Заказ № 65.
Издательско-полиграфический центр НГУ
630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]