![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •54. Обратимые и необратимые процессы, круговой процесс, тепловые двигатели, холодильные машины.
- •55. Цикл Карно. Максимальный кпд тепловой машины.
- •56. Технические циклы.
- •57. Второе начало термодинамики (6 формулировок).
- •58. Энтропия
- •59.Принцип возрастания энтропии
- •60. Определение энтропии неравновесной системы через статистический вес состояния. III начало термодинамики.
- •61. Метод термодинамических потенциалов (характеристических функций).
- •62. Явления переноса. Средняя длина свободного пробега молекул.
- •63. Коэффициент диффузии.
- •64. Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности.
- •65. Уравнение теплопроводности.
- •70. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Критич. Состояние. Внутр. Энергия реального газа.
- •71. Твёрдые тела.Теплоёмкость кристалла
- •72. Жидкости.Поверхн. Натяж. Жидк.
- •73. Смачивание и капиллярные явления
- •74. Принцип динамич. Отопления
- •75. Элементы физики полимеров
73. Смачивание и капиллярные явления
Рассм.
явления происход. на границе раздела
жидк-ти и тв. тела. Опыт показыв., что
свободн. пов-ть жидк-ти вблизи стенок
сосуда искривл-ся. Искривлённая свободн.
пов-ть жидк-ти назыв. мениск. Краевой
угол θ
это угол отсчит. внутри
жидк-ти
между касательными к пов-ти жидк-ти и
тв. тела.Если θ<90°,
то жидк-ть смачив. стенки сосуда.Если
θ>0,
то жидк-ть не смачив. стенки сосуда.Если
жидк-ть смачив. тв. тело, то силы взаимод.
между молекулами жидк-ти меньше, чем
силы взаимод. между молек. тв. тела(и
наоборот).Вода смачив. стекло, а ртуть
нет. Найдём давл. над изогнутой пов-тью
жидк-ти. Если плёнка огранич. плос-ким
контуром, то она стрем-ся сохран. его
форму, тогда выпукл. плёнка давит на
нижележащ. слои. Рассм. жидк-ть :
Избыточн. давл. равно :
(формула
Лапласса);
Если форма более сложная:
Рассмотрим
капиллярн. явлен.Пусть жидк-ть смачив.
стенки капилляра. Капилляр – узкая
трубка. Добавочное отрицательн. давление
приводит к поднятию жидк-ти в капилляре
на h.
Возникает равновесие, если вес столба
жидк-ти уравновешив. добавочн. давление,
т.е. ρgh=;
r=R∙cosθ;
h=
(высота поднятия жидк-ти в
капилляре).Капиллярн. явлен.использ-ся
в деревьях, пахотном деле, строит-ве.
74. Принцип динамич. Отопления
Эта
идея была предложена Томсоном. При
обычн. способе отопления, тепло получаемое
в топке от сгор. топлива прямо поступает
в отапливаем. помещение. При этом
значительн. часть тепла уносится со
сгораемыми газами и бесполезно
расходуется для нагрева окруж. атмосферы.
При динамич. отоплении только часть
тепла. получ. от топки затрачив-ся на
работу, производим. тепл. машиной.
Нагревателем в тепл. машине служит
топка, а холодильником– отаплив.
помещение. Рабочая тепл. машина использ.
для приведения в действие холодильн.
машины, включ. между окружающей средой
и помещением. Холодильн. машина отбир-т
тепло от окруж. среды и передаёт его
помещению(работает как обычн.
холодильник).Таким образ. помещение
получ. тепло и от горячей топки и от
холодной окруж. среды.Общее кол-во тепла
для помещения может превзойти тепло,
получ. только от топки при обычн. способе
отопл. Схема динамич. отопления:
Тепло
в помещении:Q=Q1+Q2
.
Qн
–тепло,
получ. от топки. Покажем, что Q>Qн
:
η
тепл.машины равно η=
=1-
;
=1-η;
Q1=(1-η)∙Qн
;
ε=
A=
⇒
Qx=ε∙A
.
Тепло Q2=Qx+А=εА+А=(ε+1)А
;η=
;
А=ηQн
.
Подставл. (7) в (5): Q2=(1+ε)ηQн
;
Q=(1+ε)ηQн+
Q1=
(Q1
из
(2))=(1+ε)ηQн+(1-η)
Qн=(1+εη)Qн
>
Qн
Но
по технич. причинам проект не реализован.
75. Элементы физики полимеров
Полим
широко использ. в строит-ве.
Полим–высокомолек. соед. в виде
пространств., слоистых и линейных
структур. Молекулярн. масса полим. может
меняться от 5000 до неск. миллионов.
Полиэтилен – цепочка молекул этилена
(СН2)
–СН2–СН2–СН2–
Возможно 4 вида конденс. полимеров:кристаллич.,
жидкие, стеклообразн., высокоэластичн.(каучук).Для
реальных полимеров харак-но сочет. св-в
упругости и вязкости. В одном случае
полим. ведёт себя как упругие тела, а в
других как вязкие жидк-ти. Для полим.
рассм. механич. модели, представл. собой
набор пружин и демферов.Демфера(амортизатор)–жёсткое
тело правильной формы, погруж. в вязкую
ньютоновскую жидк-ть. Амортизатор
подчин-ся з-ну =η
Пружина
подчин-ся з-нк Гука
=Е
При
последоват. соедин. любых элементов
модели действующая сила одинакова во
всех элементах, а общ. деформация равна
сумме деформ. каждого из элементов. При
параллельн. соед. элементов общая
деформ. одинакова, а напряжение равно
напряжений
в каждом из элементов.
Текучесть
– величина обратная η.
Упруговязкой назыв. полимерн. жидк-ть,
кот. проявл. наряду с текучестью и
упругость формы(простейшая
модель–Максвелла). В этой модели
объедин-ся з-н Гука и з-н вязкости. Модель
состоит из упругой пружины и вязкого
амортизатора, соед. параллельно. Её
вид:
Вязкоупругим
назыв. упругое тв. тело, имеющее внутрен.
трение. Такое тело описывает модель
Кельвина-Фойгта. Она состоит из
амортизатора и пружины, соедин.
параллельно.
Двойная модель Максвелла–2 одинарн. модели, соед. параллельно.Такая модель включает в себя как частн. случай предыдущ. модель.
Если Е2=0,то получ. обычная модель Максвелла. Если η1=∞ и Е2=∞, то получ. модель Кельв.-Фойг. Если η2=∞, то получим модель Зингера.