15.Первое начало термодинамики. Применение первого начала к процессам в идеальном газе. Теплоемкости газов. Уравнение Майера.  (1)  Уравнение (1) выражает первое начало термодинамики: теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение ею работы против внешних сил. Выражение (1) в дифференциальной форме будет иметь вид    где dU — бесконечно малое изменение (приращение) внутренней энергии системы, δA — элементарная работа, δQ — бесконечно малое количество теплоты.

Применение первого закона термодинамики к различным тепловым процессам в идеальном газе

1) Изохорный процесс.

Объем не изменяется: — работа не совершается..

При изохорном процессе энергия, сообщаемая газу путем теплообмена, расходуется целиком на увеличение его внутренней энергии, причем согласно (1)

2) Изотермический процесс.

Температура газа не изменяется: Т = const. Следовательно, .

При изотермическом процессе все подведенное к газу количество теплоты идет на совершение газом работы.

3) Изобарный процесс.

Давление не изменяется: p = const.

При расширении газ совершает работу и нагревается, т.е. изменяется его внутренняя энергия:

Первый закон термодинамики запишется так:

При изобарном процессе подведенное к газу количество теплоты частично идет на увеличение его внутренней энергии, а частично на работу, совершаемую газом в процессе его расширения.

Теплоемкости газов.

Теплоемкостью называется количество теплоты, которое необ­ходимо сообщить телу (газу), чтобы повысить температуру какой–либо количественной единицы его на 1^о С.

16.Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Коэффициент полезного действия цикла Карно.

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов, которые могут происходить в термодинамических системах.

Основное положение теории С. Карно, впоследствии получившее название принципа Карно, состоит в том, что для получения работы в тепловой машине необходимы, по крайней мере, два источника теплоты с разными температурами.

Отношение работы A к количеству теплоты Q₁, полученному рабочим телом за цикл от нагревателя, называется коэффициентом полезного действия.

Коэффициент полезного действия указывает, какая часть тепловой энергии, полученной рабочим телом от «горячего» теплового резервуара, превратилась в полезную работу.

 Коэффициент полезного действия тепловой машины всегда меньше единицы 

17.Поверхностное натяжение. Коэффициент поверхностного натяжения. Капиллярные явления.

Пове́рхностное натяже́ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.

Коэффициент поверхностного натяжения

             или ,

где F – сила поверхностного натяжения, действующая на контур L, ограничивающий поверхность жидкости;  E – изменение свободной энергии поверхностной пленки жидкости, связанное с изменением площади  S поверхности этой пленки.

Капилля́рность, капиллярный эффект — физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы

18.Уравнение состояния реального газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние вещества.

Уравнение состояния

V_m – молярный объем

Уравнение Ван-дер-Ваальса

(P + a/²)·( – b) = R·T . (6.3)

а, b – постоянные величины, первая учитывает силы взаимодействия, вторая учитывает размер молекул. a/² – характеризует добавочное давление, под которым находится реальный газ

Критическим состоянием вещества называют такое, при котором исчезает различие ( граница) между его жидкой и паровой фазами.

19.Электрическое строение тел. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность и потенциал электрического поля.

Закон Кулона

где ε₀ – электрическая постоянная.

Электрическое поле — одна из двух компонент электромагнитного поля, представляющая собой векторное поле^[1], существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля 

Напряженность

 —- это векторное поле. 

Потенциал

А₁₂ = q(φ₁ - φ₂).

20.Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля.

ТеоремаОстроградского-Гаусса утверждает: поток вектора напряженности электростатического поля через произвольную замкнутую поверхность прямо пропорционален алгебраической сумме свободных зарядов, расположенных внутри этой поверхности:

 

где - алгебраическая сумма свободных зарядов, находящихся внутри поверхности , - объемная плотность свободных зарядов, занимающих объем .