Білет 11

1. Теплові машини. Цикл Карно.

Тепловою називають машину, в якій відбувається взаємоперетворення теплової енергії і механічної роботи. За своїм призначенням теплові машини поділяються на три основних типи: теплові двигуни, теплові насоси та холодильні машини. Термічний ККД теплового двигуна є відношення роботи, яку дістали в результаті здійснення прямого оборотного циклу, до теплоти, підведеної до робочого тіла від нагрівника

Цикл Карно – це цикл ідеальної теплової машини. У ній немає витрат на теплопровідність, теплове випромінювання, тертя і т.п. Зауважимо, що цикл Карно крім практичного теплотехнічного значення має також важливе значення для виведення кількісного формулювання другого закону термодинаміки.

Термічний коефіцієнт корисної дїї (ККД) циклу- робота за чикл. Адіабатні процеси циклу не впливають на загальний результат, оскільки роботи иа них однакові й протилежні за знаком. Зробивши деякі розрахунку отримаємо:. Звідси випливає, що термічний ККД оборотного циклу Карно виз­начається тільки температурами нагрівника і холодильника. Термічний ККД циклу Карно завжди менший від одиниці, оскільки, щоб мати ККД, який дорівнює одиниці, необхідно, щоб або, що нездійсненно. Ефективність циклу Карно визначається різницею температур.

2. Закон Брюстера.

Закон Брюстера описує лінійну поляризацію світла при віддзеркаленні променя від поверхні. Згідно цьому закону, при певному куті падіння світло повністю поляризується паралельно відзеркалювальній поверхні, і величина цього кута залежить від властивостей речовини, що відображає. Кут падіння, при якому відбувається повна поляризація відбитого і заломленого світла, називається кутом Брюстера, і його тангенс дорівнює коефіцієнту заломлення речовини, що відображає.Навіть при кутах падіння, що помітно відрізняються від кута Брюстера, світло значною мірою поляризується, але в цьому випадку і для заломленого, і для відбитого променя характерна еліптична поляризація. Коефіцієнт заломлення світла в речовині дорівнює відношенню швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в речовині.

3. Дати визначення ЕРС.

Електрорушійна сила — кількісна міра роботи сторонніх сил із переміщення заряду, характеристика джерела струму. Сторонні сили можна охарактеризувати роботою, яку вони виконують над зарядами, що рухаються колом. Якщо робота сторонніх сил над зарядом q дорівнює А, то, за визначенням електрорушійна сила (ЕРС): .

4. Питомого опору провідника - Ом*м . Напруги - В (Вольт).

5. Описати метод спостереження лінійчастих спектрів.

Мета роботи: вивчити види спектрів та їх характеристики. Прилади та обладнання: установка “Спектр-І” (з блоком живлення), спектроскоп, розрядні трубки із досліджуваними газами (водень, гелій, криптон, неон) .

Лінійчате випромінювання атома виникає внаслідок зменшення його енергії збудження.

• Уяснити призначення приладів та обладнання, що використовуються у роботі.

• Вставити трубку з досліджуваним газом в установку “Спектр-І”. Направити об’єктив спектроскопа на щілину установки “Спектр-І”, крізь яку проходить випромінювання. Подати напругу, увімкнувши тумблер блока живлення.

• Налаштовуючи спектроскоп, добитися чіткого зображення спектральних ліній.

• Обертаючи мікрометричний ґвинт спектроскопа, суміщувати зображення кожної спектральної лінії з чорною вертикальною лінією спектроскопа, що розташована у центрі зорового поля. Зняти покази шкали мікрометричного ґвинта, враховуючи, що один повний оберт мікрометричного ґвинта дорівнює 0.5 мм, ціна поділки  0.01 мм.

• Охарактеризувати інтенсивність ліній, що спостерігаються, за допомогою термінів: яскрава, середньої яскравості, слабо яскрава.

• Вимкнути тумблер блока живлення.

• Використовуючи таблицю довжин хвиль для водню, гелію, неону та криптону, приписати відповідні довжини хвиль спостережуваним спектральним лініям і внести у таблицю.

• За довжиною _і кожної хвилі, що спостерігається у спектрі водню, знайти сталу Рідберга за формулою де k = 2, n_і = 3, 4, 5,… (серія Бальмера).

• Обробити результати за звичайною методикою й знайти похибку вимірювань.

• Порівняти отримане значення сталої Рідберга з табличним й зробити висновки.

• Знайти кванти енергій Е_і (еВ), що емітуються (випромінюються) у переходах n_i k: , деh – стала Планка, с – швидкість світла.