Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Fizika_ChAST_1.doc
Скачиваний:
66
Добавлен:
16.02.2016
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

Решение.

Энергия тела, находящегося весьма далеко от центра притяжения и движущегося с малой скоростью, может считаться равной нулю. По мере приближения к Луне кинетическая энергия тела возрастает, а потенциальная энергия убывает (возрастает по модулю).

У поверхности Луны полная энергия тела по закону сохранения энергии:

Е== 0

Тогда

 = = 2376,2 (м/с) = 8,55103 (км/ч).

Ответ:  = 2,376 км/с.

Пример 1.24. Планета солнечной системы, двигаясь по круговой орбите радиусаrсо скоростью, вдруг теряет свою орбитальную скорость. Рассчитать скоростьU, с которой она упадёт на Солнце радиус которогоR.

r

R

U = ?

Решение.

При движении планеты по орбите вокруг Солнца роль центростремительной силы выполняет сила тяготения между Солнцем и планетой.

Потенциальная энергия планеты в гравитационном поле Солнца равна

П=Пr–ПR= –,

где Пr–потенциальная энергия планеты на орбите радиусом r вокруг Солнца;

ПR– потенциальная энергия на поверхности Солнца.

При падении планеты на Солнце её потенциальная энергия уменьшается, переходя в кинетическую. Изменение потенциальной энергии планеты равно её кинетической энергии при падении на поверхность Солнца, т.е.

=Пr–ПR= –Мст

U =

Учитывая, что =2,

имеем: U = .

Ответ: U = .

Пример 1.25.Телу массойт, находящемуся на поверхности планеты с массойМи радиусомR, сообщена вертикальная скорость0. Найти: 1) изменение потенциальной энергии тела на высотеhнад поверхностью планеты; 2) высоту подъёма тела, если0меньше, если тело находится на большом расстоянии от планеты.

т, М, R, 0, h

  1. П= ?

  2. h= ?= ?

Решение.

1. Начальная потенциальная энергия тела на поверхности планеты

ПR= –,

а начальная кинетическая энергия тела на поверхности планеты

Т=.

За счёт кинетической энергии тело поднимается на высоту h, где полная энергия тела представляет собой потенциальную энергию тела на высотеhнад поверхностью планеты

ПR+h= –

Изменение потенциальной энергии

П= ПR+h–ПR=,

П= –тМ.

На поверхности планеты сила тяжести mg0равна, т.е.mg0=, тогдаП=mg0R, гдеg0– ускорение свободного падения у поверхности планеты.

2. Так как П=, то подставляя вместоПего значение, получим

mg0R=.

Решая это уравнение найдём высоту подъёма тела

h=.

3. Если тело находится на достаточно большом расстоянии от планеты, то его кинетическая энергия

Т=,

где – скорость тела на большом расстоянии.

Изменение кинетической энергии тела равно увеличению потенциальной энергии тела от поверхности планеты ПRдо нулевого уровня на большой высоте. Т.е.П= 0.

Имеем:

–= – (П–ПR) ==mg0R.

Решая уравнение относительно , имеем:

=.

Ответ: П=mg0R ;h=;=.

Молекулярная физика. Термодинамика. Основные формулы.

  1. Количества вещества однородного газа (в молях)

, или,

где N– число молекул газа,NA– постоянная Авогадро;m– масса газа;

М– молярная масса.

  1. Уравнение Клапейрона-Менделеева (уравнение состояния идеального газа):

рV=RT,

где Р– давление газа;V– объем газа;m– масса газа;

М– молярная масса газа;R– универсальная газовая постоянная;

Т– термодинамическая температура.

2.1. Закон Бойля – Мариотта (T = const) –изотермический процесс:

р1V1=p2V2

2.2. Закон Гей – Люссака (р = const) –изобарный процесс:

2.3. Закон Шарля (V = const) –изохорный процесс:

  1. Закон Дальтона, определяющий давление смеси газов:

р=р1+р2+ … +рі + р­n,

где рі– парциальное давление компонентов смеси;

n– число компонентов смеси.

4. Молярная масса смеси газов: ,

где mi– массаi-го компонента смеси;

– количество веществаi-го компонента смеси;

n– число компонентов смеси.

5. Массовая доля ii-го компонента смеси:,

где m– масса смеси.

6. Концентрация молекул: ,

где N– число молекул в данной системе;ρ– плотность вещества;

V– объём системы;NA– постоянная Авогадро.

7. Масса молекулы: ,

где М– молярная масса.

8. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории:

р = n<εn>,

где р– давление газа;

<εn> – средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы.

9. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы:

<εn> = кТ,

где к– постоянная Больцмана.

10. Средняя полная кинетическая энергия молекулы: <εi> = кТ,

где i– число степеней свободы;i= 3 – для одноатомной молекулы,

i= 5 – для двухатомной молекулы;i= 6 – для многоатомной молекулы.

11. Зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры:

р =n к Т.

12. Скорости молекул:

<υкв> = = (средняя квадратичная);

<υ> = = (средняя арифметическая);

υв== (наиболее вероятная).

13. Удельные теплоемкости газа при постоянном объеме (сv) и при постоянном давлении (ср):

сv = ;ср=.

14. Связь между молярной С и удельной степлоемкостями:С=сМ.

15. Уравнение Майера: Ср–Сv=R.

  1. Внутренняя энергия идеального газа: U=.

  2. Первое начало термодинамики: Q= ΔU+А,

где Q – теплота, сообщенная системе;

ΔU– изменение внутренней энергии системы;

А– работа, совершенная системой против внешних сил.

  1. Работа расширения газа: А=:

А= р (V2–V1) (при изобарическом процессе);

А= (при изотермическом процессе);

А= – ΔU= –;А=, где

(при адиабатическом процессе).

  1. Уравнения Пуассона:=const,,,.

  1. Термический к.п.д. цикла: η = ,

где Q1– теплота, полученная рабочим телом от нагревателя;

Q2– теплота, переданная рабочим телом охладителю.

  1. Термодинамический к.п.д. цикла Карно: ,

где Т1иТ2– термодинамические температуры нагревателя и охладителя.

22. Разность энтропий SB–SAдвух состоянийВ иАопределяется формулой:

SB – SA = ΔS = .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]