7. Первое начало термодинамики

Термодинамическая система – совокупность макротел, которые могут обмениваться энергией и веществом между собой и с внешней средой.

Изолированная система – не обменивается энергией и веществом с внешней средой.

Параметры состояния – физические величины, которые определяют состояние системы.

Равновесное состояние системы – все ее параметры имеют определенные значения, которые не изменяются с течением времени. Любая изолированная система с течением времени переходит в равновесное состояние. Это называется релаксация.

Термодинамический процесс – переход системы из одного состояния в другое.

Равновесный процесс – настолько медленный (квазистатический) процесс, что в каждый момент времени состояние системы приближенно можно считать равновесным.

Замкнутый процесс – система возвращается в исходное состояние

Внутренняя энергия системы – сумма кинетической и потенциальной энергий частиц, из которых состоит система. Является функцией состояния, т. е. она полностью определяется состоянием системы и не зависит от того, как система перешла в это состояние.

Работа газа – работа сил, действующих со стороны газа на подвижные части внешних тел (поршень) при их движении. Является функцией процесса, т. е. она зависит от того каких образом (через какие промежуточные состояния) перешла из начального состояния в конечное.

Первое начало термодинамики – Теплота, полученная системой от внешних тел, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами. Изменение внутренней энергии системы равно теплоте, полученной от внешних тел, и работе, совершенной внешними телами над системой.

Изохорный процесс – объем газа остается постоянным.

Изобарный процесс – давление газа остается постоянным.

Изотермический процесс – температура газа остается постоянной.

Адиабатный процесс – отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой, т. е. система и окружающая среда не обмениваются теплотой.

Внутренняя энергия идеального газа . Работа газа при элементарном процессе . Работа идеального газа при изобарном процессе . Работа идеального газа при изотермическом процессе . Первое начало термодинамики ; . Молярная теплоемкость (определяющее уравнение) . Удельная теплоемкость (определяющее уравнение) . Связь удельной и молярной теплоемкостей . Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении ; при постоянном объеме . Уравнение Майера . Постоянная адиабаты . Работа газа при адиабатном процессе . Уравнение адиабатного процесса . Применение первого начала термодинамики к изохорному процессу ; к изобарному процессу ; к изотермическому процессу ; к адиабатному процессу .

Диаграммы процессов

2. Динамика материальной точки

Первый закон Ньютона (закон инерции). Существуют такие системы отсчета, относительно которых любое тело движется равномерно и прямолинейно или покоится, если на него не действуют другие тела.

Принцип относительности Галилея. Законы механического движения одинаковы для всех инерциальных систем отсчета.

Масса (m) – физическая величина, характеризующая инертность тела, т. е. его свойство, состоящее в том, что для изменения скорости тела требуется некоторое время.

Сила – векторная физическая величина, характеризующая воздействие одного тела на другое.

Принцип суперпозиции для сил. Одновременное действие на тело нескольких сил можно заменить действием одной силы, равной их векторной сумме

Второй закон Ньютона. Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое ему ускорение.

Третий закон Ньютона. Два взаимодействующих тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Закон всемирного тяготения. Тела притягиваются друг к другу с силами, модуль которых пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними

Вес тела – сила, с которой тело действует на опору или подвес.

Невесомость – состояние тела, при котором его вес равен нулю.

Первая космическая скорость – минимально необходимая скорость, которую нужно сообщить в горизонтальном направлении телу, покоящемуся на небольшой высоте над поверхностью Земли, чтобы оно стало искусственным спутником.

Импульс механической системы – векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему.

Внутренние силы – силы, действующие между телами, входящими в механическую систему.

Внешние силы – силы, действующие на тела системы со стороны тел, не входящих в систему.

Масса системы – сумма масс всех тел, входящих в систему.

Замкнутая система тел (замкнутая механическая система) – совокупность тел, взаимодействующих между собой, но не взаимодействующих с другими телами (не входящими в систему).

Закон сохранения импульса. Геометрическая (векторная) сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы.

Реактивное движение – движение, которое возникает, когда от тела отделяется и движется с некоторой скоростью какая-то его часть.

1. Равнодействующая сила . 2. Импульс тела. 3. Второй закон Ньютона;4. Третий закон Ньютона. 5. Закон всемирного тяготения. 6. Вес тела, движущегося с ускорением. 7. Первая космическая скорость. 8. Радиус-вектор центра масс механической системы. 9. Скорость центра масс системы. 10. Импульс механической системы. 11. Основной закон динамики механической системы. 12. Закон сохранения импульса

Сложение сил Силы в третьем законе Ньютона Гравитационные силы