- •Механика
- •Оглавление
- •Глава 1. Кинематика материальной точки
- •Глава 2. Динамика
- •Глава 3. Работа и энергия
- •Глава 4. Законы сохранения в механике
- •Глава 5. Механические волны
- •Глава 6. Молекулярное движение
- •Глава 7. Основы термодинамики
- •Глава 1. Кинематика материальной точки
- •Кинематика поступательного движения
- •Понятия и определения
- •Модуль вектора ускорения
- •1.2. Уравнения движения
- •1.2.1 Равномерно, прямолинейно движение.
- •1.2.2 Ускоренное, прямолинейное движение
- •1.2.3 Кинематика вращательного и колебательного движения Вращательное движение
- •При постоянной угловой скорости , угловой путь и угол поворота определяется из равенств:
- •Колебательное движение
- •Для самостоятельного изучения
- •1.3.1 Модуль касательного и нормального ускорения.
- •1.3.2 Равномерное криволинейное движение.
- •Сложение гармонических колебаний
- •1.4 Задания для самоконтроля знаний.
- •Глава 2. Динамика
- •2.1 Законы Ньютона.
- •2.2. Динамика поступательного движения тела
- •2.3. Динамика вращательного движения
- •2.4. Динамика колебательного движения
- •2.5. Принцип относительности Галилея. Неинерциальные системы отсчета
- •2.6 Для самостоятельного изучения
- •2.6.1. Понятие силы. Равнодействующая сила
- •2.6.2. Силы гравитационного взаимодействия
- •2.6.3.Силы трения
- •2.6.4.Сила вязкого трения и сопротивления среды.
- •2.6.5.Сила упругости. Закон Гука.
- •6. Колебания математического и физического маятников
- •2.7. Задания для самоконтроля знаний
- •Глава 3. Работа и энергия
- •3.1. Работа. Мощность
- •3.2. Энергия поступательного движения (кинетическая энергия)
- •И всегда положительна в любой системе отсчета.
- •3 Dr.3. Энергия взаимодействия (потенциальная энергия)
- •3.4. Работа и энергия вращательного движения
- •3.5. Энергия колебательного движения
- •3.6. Для самостоятельного изучения
- •3.6.1. Потенциальная энергия тела относительно поверхности Земли
- •3.6.2. Работа силы тяжести
- •3.6.3. Потенциальная энергия пружины
- •3.6.4. Потенциальный барьер и яма
- •3.7. Задание для самоконтроля знаний.
- •Лекция 6
- •Глава 5. Законы сохранения в механике
- •5.1 Закон сохранения импульса
- •5.2 Закон сохранения момента импульса
- •При составлении равенства (5.5) учтено, что и.
- •5.3 Закон сохранения энергии
- •5.4 Для самостоятельного изучения
- •5.4.2 Абсолютно неупругий удар
- •5.5. Задание для самоконтроля знаний
- •Глава 6. Механические волны
- •6.1 Продольные и поперечные волны
- •6.3.Задания для самоконтроля знаний.
- •Глава 7.Молекулярное движение
- •7.1 Размеры и масса молекул
- •7.2. Движение и столкновение молекул газа
- •7.3 Давление и температура.
- •7.4 Скорость и энергия молекул [распределение Максвелла]
- •7.5 Диффузия, внутреннее трение, теплопроводность.
- •7.6 Давление идеального газа на стенку
- •7.7 Уравнение состояния идеального газа
- •Глава 8. Основы термодинамики
- •8.1. Термодинамическая система. Внутренняя энергия идеального газа
- •8.2. Работа и теплопередача
- •8.3. Первое начало термодинамики, термодинамические изопроцессы.
- •8.4 Теплоемкость
- •8.5 Обратимые и необратимые процессы. Термодинамическая вероятность. Энтропия.
- •8.6 Изменение энтропии в изопроцессах
- •8.7 Тепловая машина. Цикл Карно.
- •8.8. Для самостоятельного изучения
- •1. Второе начало термодинамики
- •Вес тела – сила, приложенная к опоре или подвесу, которые удерживают тело от свободного падения. При неподвижной опоре (подвесе) или при их равномерном движении вес тела равен силе тяжести.
- •Второй закон Ньютона - ускорение , материальной точкой в инерциальной системе отсчета прямопропорционально действующей силе, обратно пропорционально массе и совпадает по направлению с силой.
- •Вес тела – сила, приложенная к опоре или подвесу, которые удерживают тело от свободного падения. При неподвижной опоре (подвесе) или при их равномерном движении вес тела равен силе тяжести.
6.3.Задания для самоконтроля знаний.
В чем различие поперечной и продольной волны?
Чему равно волновое число и скорость волны, если ее длина 20 м, а частота 2Гц.
Определить смещение частиц среды в ее в волновом движении в момент времени равное периоду от начла колебания, если длина волны 20м, а частота 2 Гц, амплитуда 1м.
Лекция 8
Глава 7.Молекулярное движение
7.1 Размеры и масса молекул
Вещество в молекулярной физике рассчитывается как совокупность гигантского количества атомов и молекул.
Молекулы движутся хаотически в разных направлениях диаметром d ~ 10-10 м и массой m ~ 10-27 ÷ 10-25 кг.
Количество молекул в веществе измеряется в молях. Количество молекул в 1 моле любого вещества = 6,02·1023 1/моль и называется числом Авогадро. Объем одного моля V=22,4·10-3 м3.
Масса молекул в одном моле однородного вещества называется молярной массой µ [кг/моль]. Масса одной молекулы
(7.1)
М
Рис
7.2
Молярная масса молекулы, равна сумме молярных масс атомов входящих в ее химическую формулу. Например, молярная масса воды: кг/кмоль. Масса молекулы воды
7.2. Движение и столкновение молекул газа
Вгазе молекулы перемещаются, испытывая соударения друг с другом. При каждом соударении скорость молекулы изменяется по величине и по направлению. Путь, проходимый молекулой, представляет ломанную линию (рис 7.2). Средняя длина пути (средняя длина свободного пробегаλ) проходимого молекулой без соударений
где l1,2 ..., ln-1, n — длина пробега молекулы между последовательными столкновениями; z —число которых z.
Среднее время пробега
Рис
7.3
где – средняя скорость молекулы.
П
Рис
7.3.
. (7.3)
Концентрация молекул в одном моле определяется из отношения числа Авагадро NA и объема VA =22,4·10-3 м3/моль.
При диаметре молекулы d=3·10-10 м средняя длина свободного пробега равна
.
7.3 Давление и температура.
Вещество может находиться в состояниях, отличающихся температурой Т, давлением Р, объемом V. Эти три величины, характеризующие состояние вещества, называются параметрами состояния.
Давление P — это скалярная величина, характеризующая распределение силы по поверхности, на которую она действует, и численно равная силе, действующей по нормали единичной площади. (рис.6.4)
(7.4)
где α – угол между направлением силы и нормалью к площади S.
Давление в системе СИ измеряется в паскалях (Па); 1Па = 1H/м2.
Рис.7.4.
Внесистемные единицы измерения давления:
физическая атмосфера 1 кгс/см2 = 9,8·104 Н/м2=0,98·105 Н/м2,
техническая атмосфера 1,013·105 Н/м2, 1 мм рт. ст. = 133 Н/м2,
1 бар = 105 Н/м2.
Температуру измеряют по шкале Цельсия, где за ноль принята температура таяния льда а по шкале Кельвина - температура при которой скорость молекул υ=0 (рис 7.5).
Температура в градусах Цельсия (ºС) и Кельвина (ºК) связана соотношением Т ºК= t ºC+273.
Шкала Цельсия
Шкала Кельвина
Рис 7.5