Тема 11. Контрольная работа №2. (2 ч.) Вопросы для коллоквиума 1.

1. Молекулярная физика и термодинамика. Предмет и методы. Основные параметры состояния системы.

2. Газовые законы (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля, Авогадро, Дальтона).

3. Уравнение состояния идеального газа Клапейрона-Менделеева.

4. Основное уравнение МКТ.

5. Распределение молекул идеального газа по скоростям (Максвелла).

6. Барометрическая формула, распределение Больцмана.

7. Явления переноса; диффузия, теплопроводность, вязкость.

8. Средняя длина свободного пробега и среднее число столкновений молекул.

9. Внутренняя энергия идеального газа, число степеней свободы молекул.

10. Первое начало термодинамики, теплоемкость (виды, определения, связь).

11. Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объёме и при постоянном давлении.

12. Адиабатический и политропный процессы.

13. Круговые процессы (циклы), КПД.

14. Энтропия. Второе начало термодинамики.

15. Реальные газы, уравнение состояния.

16. Реальные газы, изотермы Ван-дер-Ваальса.

17. Жидкости и их свойства: поверхностное натяжение.

18. Жидкости и их свойства: смачивание.

19. Давление под искривленной поверхностью жидкости.

20. Капиллярные явления.

21. Твердые тела: типы и виды кристаллов.

22. Плавление, кристаллизация, сублимация твердых тел, аморфные тела.

23. Фазовые переходы I и II рода.

24. Диаграмма состояний, тройная точка.

Вопросы для самостоятельной контролируемой работы студентов

1. Температура и термодинамическое равновесие. Температурные шкалы.

2. Способы измерения температуры и виды термометров.

3. Экспериментальное обоснование молекулярно-кинетической теории: основные экспериментальные факты о строении вещества, межмолекулярных взаимодействиях, тепловом движении.

4. Экспериментальное определение средней длины свободного пробега и скорости молекул.

5. Явления в разреженных газах: внутреннее трение и теплопроводность.

6. Методы получения низких температур и сжижение газов.

7. Испарение и кипение жидкостей. Насыщенный пар. Точка росы.

III. Электричество и магнетизм. Основные законы и формулы. Электричество

• Закон Кулона:

,

.

= 9·10⁹м/Ф.

• Закон сохранения зарядов. В любой замкнутой системе заряженных тел алгебраическая сумма зарядов остается постоянной:

,

где n — число заряженных тел в системе.

• Напряженность Е электрического поля:

.

• Сила, действующая на точечный заряд q, помещенный в электрическое поле, выражается формулой

.

• Поток вектора напряженности электрического поля

.

• Теорема Остроградского — Гаусса. Поток Ф_Е вектора напряженности Е через любую замкнутую поверхность, охватывающую заряды q₁, q₂, .... q_n:

,

где q_i — заряд, заключенный внутри поверхности (со своим знаком), n — число зарядов.

• Напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r от заряда, выражается формулой:

.

• Напряженность электрического поля, создаваемого металлической заряженной сферой радиуса R на расстоянии r от центра сферы:

а) внутри сферы (r < R)

б) на поверхности сферы (r = R)

в) вне сферы (r > R)

,

где q — заряд сферы.

• Принцип суперпозиции: напряженность Е результирующего поля равна векторной (геометрической) сумме напряженностей складываемых полей:

• Напряженность поля, создаваемого бесконечно длинной равномерно заряженной нитью (или цилиндром) на расстоянии r от ее оси,

,

где — линейная плотность заряда.

Линейная плотность заряда есть физическая величина, численно равная заряду, приходящемуся на единицу длины нити (цилиндра):

.

• Напряженность поля, создаваемого бесконечной равномерно заряженной плоскостью

,

где — поверхностная плотность заряда.

Поверхностная плотность заряда есть физическая величина, численно равная заряду, приходящемуся на единицу площади:

• Напряженность поля, создаваемого двумя параллельными бесконечными равномерно и разноименно заряженными плоскостями, с одинаковой по абсолютной величине поверхностной плотностью заряда (поле плоского конденсатора)

.

• Сила притяжения пластин плоского конденсатора

,

,

.

• Индукция D электрического поля связана с напряженностью Е электрического поля соотношением

.

• Потенциал электрического поля

.

• Потенциал электрического поля, создаваемый точечным зарядомq на расстоянии r от заряда, выражается формулой

.

• Потенциал электрического поля, создаваемого металлической заряженной сферой радиуса R на расстоянии r от центра сферы:

а) внутри сферы (r<R)

б) на поверхности сферы (r=R)

в) вне сферы (r>R)

,

где q - заряд сферы.

• Если электрическое поле создано системой п точечных зарядов, то потенциал его в данной точке равен

.

• Энергия W системы точечных зарядов выражается формулой

,

где — потенциал поля, создаваемого всеми n-1 зарядами (за исключением 1-го) в точке, где расположен заряд .

• Потенциал связан с напряженностью электрического поля соотношениями:

a) в общем случае

б) в случае однородного поля, т. е. поля, напряженность которого в каждой точке его одинакова как по величине, так и по направлению,

,

где и— потенциалы точек двух эквипотенциальных поверхностей,

d — расстояние между этими эквипотенциальными поверхностями, взятое вдоль электрической силовой линии.

• Электроемкость уединенного проводника

.

• Электроемкость С уединенной металлической сферы радиуса R, находящейся в бесконечной среде с диэлектрической проницаемостью :

.

• Электроемкость С плоского конденсатора, площадь пластин (каждой пластины) которого S, а расстояние между ними d:

,

где — диэлектрическая проницаемость диэлектрика, заполняющего пространство между пластинами.

• Электроемкость сферического конденсатора

.

• Электроемкость цилиндрического конденсатора

.

• Электроемкость С последовательно соединенных двух конденсаторов

.

• Электроемкость двух параллельно соединенных конденсаторов

.

• Энергия заряженного конденсатора:

,

• Сила постоянного тока I есть скалярная физическая величина, численно равная количеству электричества, прошедшему через по­перечное сечение проводника в единицу времени:

,

где q — количество электричества, прошедшее через поперечное сече­ние проводника за время t.

• Закон Ома для участка цепи,

.

Сопротивление R однородного проводника длиной l и одинаковой по всей длине площадью поперечного сечения S вычисляется по формуле

,

где — удельное сопротивление проводника.

• Зависимость удельного сопротивления проводника от температуры выражается соотношением

,

• Закон Ома для полной цепи

.

• Закон Ома для участка цепи, содержащего э. д. с.

.

• Законы Кирхгофа

1. Алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю:

.

2. В любом замкнутом контуре алгебраическая сумма падений напряжений равна алгебраической сумме э. д. с., имеющихся в этом контуре:

.

• Мощность тока

.

• Закон Джоуля — Ленца. Работа электрического тока (тепловое действие тока)

.