- •Кинематика материальной точки. Системы отсчета. Траектория, перемещение, путь, скорость, ускорение. Равномерное и равнопеременное прямолинейные движения.
- •Криволинейное движение. Нормальное и тангенциальное ускорения.
- •Траектория, путь, перемещение, линейная скорость, линейное ускорение.
- •Частные случаи движения
- •Движение точки по окружности. Угловые перемещение, скорость, ускорение. Связь между линейными и угловыми характеристиками.
- •Угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение.
- •Связь между линейными и угловыми характеристиками
- •Динамика материальной точки. Инерциальные системы отсчета и первый закон Ньютона
- •Первый закон Ньютона (закон инерции)
- •Фундаментальные взаимодействия. Силы различной природы (упругие, гравитационные, трения), второй закон Ньютона. Масса. Третий закон Ньютона.
- •Динамические характеристики поступательного движения
- •Импульс () векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость, характеризует способность механического движения передаваться от одного тела к другому.
- •Импульс силы () векторная величина, численно равная произведению силы на время ее действия и совпадающая по направлению с направлением силы. Второй закон Ньютона
- •Главный вектор системы или равнодействующая (результирующая) сила; n количество сил. Третий закон Ньютона
- •Импульс системы материальных точек, уравнение движения центра масс. Закон сохранения импульса. Закон сохранения импульса для механической системы
- •3. Моментом импульса материальной точки относительно точки о называется векторное произведение радиуса-вектора материальной точки на ее импульс
- •Уравнение моментов
- •Закон сохранения момента импульса
- •Работа при вращательном движении
- •Мощность при поступательном и вращательном движении
- •Кинетическая энергия
- •Потенциальная энергия
- •Потенциальная энергия в поле сил тяжести
- •Потенциальная энергия в поле упругих сил
- •Закон сохранения механической энергии
- •9. Соударение тел. Упругое и неупругое взаимодействия
- •Абсолютно упругий центральный удар двух тел
- •Абсолютно неупругий центральный удар двух тел
- •Колебательное движение и его характеристики: смещение, амплитуда, фаза, циклическая частота, период, скорость, ускорение, сила, энергия
- •Кинематические и динамические характеристики свободных незатухающих колебаний
- •Векторные диаграммы для представления гармонических колебаний
- •Сложение параллельных колебаний одинаковой частоты. Биения.
- •Вынужденные колебания. Резонанс
- •14. Волновое движение. Уравнение плоской незатухающей бегущей волны. Энергия упругой волны. Вектор плотности потока энергии
- •Уравнение плоской бегущей волны
- •Фазовая скорость
- •Энергия упругой волны. Вектор Умова
- •Термодинамическая система. Параметры состояния термодинамической системы. Основные положения молекулярно - кинетической теории газов
- •Параметры состояния идеального газа
- •Молекулярно-кинетическая теория газов
- •16. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов (уравнение Клаузиуса). Уравнение состояния идеального газа (Менделеева - Клапейрона) Уравнение Клаузиуса
- •Уравнение Менделеева - Клапейрона
- •Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул
- •Работа и теплота. Теплоемкость, ее виды
- •Виды теплоемкости
- •Первый закон термодинамики
- •Определение теплоемкостей Ср , сv
- •18. Основные термодинамические процессы идеального газа. Политропный процесс, его частные случаи: изобарный, изотермический, адиабатный, изохорный
- •Теплота в политропном процессе
- •Энтропия, второй закон термодинамики
Определение теплоемкостей Ср , сv
1. Изохорный процесс(V =const)
,
(13)
2. Изобарный процесс(р =const)
дифференцируем:
уравнение Майера (14)
. (15)
18. Основные термодинамические процессы идеального газа. Политропный процесс, его частные случаи: изобарный, изотермический, адиабатный, изохорный
Термодинамическим процессомназывается совокупность последовательных состояний термодинамической системы, сопровождающаяся изменением всех или части параметров состояния.
Равновеснымназывается такой процесс, который протекает бесконечно медленно при отсутствии разности давлений и температур между термодинамической системой и окружающей средой.
Обратимымназывается равновесный процесс, протекающий в прямом и обратном направлениях через ряд одинаковых состояний и возвращающий термодинамическую систему и окружающую среду в исходное состояние.
.
Условия полной обратимости:
механическое равновесие;
тепловое равновесие;
отсутствие диссипации (трения).
Политропнымназывается равновесный обратимый процесс, удовлетворяющий условиям:
рабочее тело – идеальный газ;
я часть подводимой теплоты расходуется на изменение внутренней энергии (), оставшаяся часть теплоты расходуется на совершение работы ();
теплоемкость политропного процесса ;
. (1)
дифференцируем:
(16)
, (2)
показатель политропы (3)
уравнение политропы. (4)
, показатель адиабаты . (5)
Теплота в политропном процессе
при n=процесс адиабатный
Работа в политропном процессе
Частные случаи политропного процесса
1. изобарный процесс.
Рис. 2
приi = 5 = 0,71,
т.е. в изобарном процессе для двухатомного газа 71% подводимого тепла идет на нагрев газа и 29% на работу расширения.
2. изотермический процесс.
Это процесс бесконечно медленный.
,
,
т.е. ни при каких конечных значения теплоемкости температура тела изменена быть не может.
3. адиабатный процесс.
Это процесс бесконечно быстрый.
, ,
в адиабатном процессе работа расширения совершается за счет уменьшения внутренней энергии.
4. изохорный процесс.
, ,
в изохорном процессе все подводимое тепло идет на увеличение внутренней энергии, т.е. на нагрев газа.
.
19. Второй закон термодинамики. Энтропия. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно
Циклом называется круговой процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное положение.
КПД двигателя
Обратный цикл
холодильный коэф-нт
отопительный коэф-нт
Ац = А12 + А23 + А34 + А41 (1)
, (2)
, (3)
, (4)
. (5)
. (6)
(7)
Теоремы Карно:
Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей при данных значениях температур нагревателя и холодильника, не может быть больше, чем коэффициент полезного действия машины, работающей по обратимому циклу Карно при тех же значениях температур нагревателя и холодильника.
Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей по циклу Карно, не зависит от рода рабочего тела, а зависит только от температур нагревателя и холодильника.
Зависимость КПД цикла Карно от температуры нагревателя (t2 = 0 oC)
t1, oC |
100 |
400 |
800 |
1000 |
2000 |
4000 |
t, % |
21 |
56 |
73 |
77 |
81 |
99 |
; , (8)
теорема Карно послужила основанием для установления термодинамической шкалы температур, такая термодинамическая шкала не связана со свойствами какого-то определенного термометрического тела.