
- •1 Оглавление
- •Часть 1
- •Молекулярная физика и термодинамика 84
- •Итоговые задания 130 предисловие
- •В добрый путь, читатель, – удачи!
- •Введение
- •Физическая картина мира
- •Математическое введение Углы
- •Скаляры и векторы
- •Натуральные логарифмы
- •Суммирование
- •Элементы дифференциального исчисления
- •Элементы интегрального исчисления
- •Глава 1 механика
- •Кинематика
- •Механическое движение
- •Вектор перемещения. Путь
- •Скорость
- •Ускорение
- •Равномерное и равнопеременное прямолинейные движения
- •Свободное падение тел
- •Равномерное движение точки по окружности
- •Вращательное движение абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси
- •Динамика движения материальной точки
- •Классическая механика. Границы ее применимости
- •Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета
- •Масса и импульс
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •Закон сохранения импульса
- •Механический принцип относительности Галилея – Ньютона
- •Силы тяготения
- •Силы упругости
- •Силы трения
- •Элементы динамики вращательного движения абсолютно твердого тела относительно неподвижной оси
- •Момент силы и момент инерции
- •Основной закон динамики вращательного движения
- •Статика
- •Работа и механическая энергия
- •Работа силы при движении материальной точки
- •Механическая энергия
- •Закон сохранения и превращения энергии
- •Мощность
- •Элементы гидроаэромеханики
- •Закон Паскаля
- •Закон Архимеда
- •Давление в движущейся среде
- •Внутреннее трение
- •Основы специальной теории относительности
- •Постулаты Эйнштейна
- •Интервалы длины и времени
- •Закон сложения скоростей
- •Энергия
- •Ответы на вопросы к главе 1
- •Глава 2 молекулярная физика и термодинамика
- •Основы молекулярно-кинетической теории вещества
- •Основные понятия и определения
- •Силы и потенциальная энергия взаимодействия двух молекул
- •О строении газообразных, жидких и твердых тел
- •Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •Идеальный газ
- •Распределение Максвелла – Больцмана
- •Распределение Больцмана
- •Средняя длина свободного пробега молекулы
- •Основное уравнение кинетической теории газов
- •Уравнение состояния идеального газа
- •Связь средней кинетической энергии поступательного движения молекул и температуры
- •Реальные газы
- •Свойства жидкостей и твердых тел
- •Поверхностный слой
- •Поверхностное натяжение
- •Лапласово давление
- •Твердое тело
- •Термодинамика
- •Внутренняя энергия системы
- •Внутренняя энергия идеального газа
- •Первое начало термодинамики
- •Калориметрия33
- •Работа газа
- •Цикл Карно. Второе начало термодинамики
- •Некоторые тепловые машины
- •Изменение агрегатного состояния вещества
- •Плавление. Кристаллизация
- •Парообразование. Конденсация. Испарение
- •Свойства паров
- •Кипение
- •Ответы на вопросы к главе 2
- •Итоговые задания
- •Часть 1
- •346500, Г. Шахты, Ростовская обл., ул. Шевченко, 147.
Часть 1
Механика.
Молекулярная физика и термодинамика
Учебное пособие
Ответственный за выпуск Н.В. Ковбасюк
Редактор В.В. Крайнова
Технический редактор Т.В. Кватер
Компьютерная верстка Е.Н. Черненко
ИД № 06457 от 19.12.01 г. Подписано в печать 19.03.03.
Печать оперативная. Усл. п.л. 8,3. Уч.-изд. л. 6,7. Тираж 100 экз.
Заказ №28.
ПЛД № 65-175. Издательство ЮРГУЭС. Типография Издательства ЮРГУЭС
346500, Г. Шахты, Ростовская обл., ул. Шевченко, 147.
1 scala (лат.) – лестница. Шкала – ряд величин, расположенных в порядке возрастания или убывания.
2 vector (лат.) – несущий.
3 modulus (лат.) – мера.
4 differentia (лат.) – разность. Производная – предел отношения разностей (приращений) функции и ее аргумента.
5 constant (лат.) – постоянный.
6 integration (лат.) – восстановление.
7 gravitas (лат.) – тяжесть.
8
В такой форме
закон справедлив для материальной
точки, масса которой в течение времени
действия силы не изменяется. Он справедлив
также для поступательного движения
неизменного по массе тела конечных
размеров. В последнем случае под m
следует понимать массу тела, а под
– ускорение любой точки тела, например,
ускорение центра масс тела.
9 В связи с тем, что скорость распространения гравитационных и электромагнитных взаимодействий конечна и равна скорости света в вакууме, применение третьего закона Ньютона к материальным точкам или телам, не находящимся в непосредственном контакте, ограниченно. Например, если бы почему-то Луна внезапно перешла на новую орбиту, силы взаимодействия между Луной и Землей изменились бы не мгновенно, а спустя некоторый промежуток времени. В пределах этого промежутка третьим законом Ньютона нельзя было воспользоваться.
10 На рисунке 1.14б длина отрезка, на который сместился конец пружины, обозначена –х; это вызвано тем, что длина отрезка – положительная величина, координата же х в этом случае отрицательна.
11 statos (греч.) – стоящий.
12 сonservation (лат.) – сохранение.
13 energeia (греч.) – деятельность.
14 В термодинамике рассматривается еще один известный способ изменения энергии – теплообмен.
15 potentia (лат.) – возможность.
16 В частности, фраза «энергия тела в некотором поле» тоже означает энергию системы.
17 hydõr (греч.) – вода.
18 aēr (греч.) – воздух.
19 Поверхностными называются силы, действующие на поверхность элемента тела. В случае равновесия жидкости или газа это силы давления.
20 atomos (греч.) – неделимый.
21 moles (лат.) – масса, cula – уменьшительный суффикс.
22 См. 2.2.6.
23 «parametron» (греч.) – отмеривающий.
24 pars (лат.) – часть. Парциальное давление – давление отдельного газа в смеси. Именно такое давление производил бы этот газ при отсутствии других газов в данном сосуде.
25 Этим уравнением состояния газа удобнее пользоваться, потому что в него входят параметры, относящиеся к одному состоянию идеального газа.
26 quasi (лат.) – как будто.
27 polemoorphos (греч.) – многообразный.
28 isos (греч.) – равный, tropos – свойство, an – не, изотропия – одинаковость свойств по разным направления, анизотропия – неодинаковость таких свойств.
29 conductor (лат.) – сопровождающий, проводник.
30 сonvectio (лат.) – привод, принесение.
31 Разница в написании бесконечно малого изменения внутренней энергии dU и бесконечно малого количества теплоты dQ, сообщенного системе, или работы dА, совершенной системой, объясняется тем, что энергия – функция состояния, ее изменение при переходе из одного состояния в другое однозначно (не зависит от промежуточных состояний), а количество теплоты и работа – функции процесса, их значения при переходе между заданными состояниями могут быть различны.
32 Величины, входящие в это выражение, могут быть и положительными, и отрицательными. Если в данном процессе внутренняя энергия уменьшилась, то dU<0. Если система отдала некоторое количество теплоты, то Q<0. Если, наконец, над системой была извне совершена некоторая работа, то А<0.
33 calor (лат.) – тепло, жар.
34 adiabatos (греч.) – непереходимый.
35 Здесь, как и в остальных процессах, внутренняя энергия может изменяться и в процессе совершения работы.
36 Ответы на итоговые задания размещены в таблице на стр. 132.