- •62. Тепловые машины. Кпд тепловой машины. 63 Цикл Карно.
- •67. Средняя длина свободного пробега молекулы газа. Среднее число соударений. Эффективный диаметр молекул.
- •68. 69. 70. Явление переноса.
- •61. Энтропия. Расчет изменения энтропии при различных изопроцессах.
- •64. Третье начало термодинамики. Теорема Нернста.
- •65. Распределение молекул по скоростям.
- •51. Внутренняя энергия идеального газа
- •56. Первое начала термодинамики
- •57 Теплоемкость идеального газа
- •60. Второе начало термодинамики.
- •37. Скорость и ускорение гармонических колебаний.
- •38. Сила и энергия гармонических колебаний.
- •40. Сложение гармонических колебаний одного направления.
- •41. Сложение взаимно – перпендикулярных колебаний.
- •43. Добротность, декремент затухания
- •44. Основы молекулярно-кинетической теории.
- •45. Термодинамические макропараметры. Идеальный газ.
- •46. Уравнение состояния идеального газа.
- •47. Опытные газовые законы.
- •48. Температура. Кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа.
- •59.Политропический процесс.
- •12. Основное уравнения вращательного движения твердого тела.
- •13. Момент импульса. Момент силы
- •15.Момент инерции материальной точки.
- •16.Момент инерции тела. Теорема Штейнера.
- •19.Момент инерции тонкого диска.
- •21.Поле. Силовое поле. Работа и кинетическая энергия
- •11.Реактивное движение. Формула Циолковского.
- •23 Кинетическая энергия
- •Кинетическая энергия
- •24.Потенциальная энергия
- •66.Барометрическая формула
- •22. Работа и энергия.
- •20. Момент инерции шара.
- •18. Моменты инерции тонкого диска относительно его главных центральных осей.
- •17. Определение момента инерции тонкого стержня, относительно оси, проходящей через его середину.
- •1.Основные кинематические понятия. Материальная точка. Система отсчета, система координат.
- •2.Кинематическое уравнение движения. Уравнение траектории. Перемещение, скорость, ускорение мат. Точки.
- •3.Криволинейное движение, нормальное и тангенсальное ускорение.
- •4. Кинематика вращательного движения.
- •5.Равномерное движение по окружности.
- •6. Связь линейных и угловых параметров.
- •7. Законы Ньютона
- •9. Преобразования Галлилея
- •10.Импульс. Закон сохранения импульса.
66.Барометрическая формула
Барометрическая формула определяет зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести.
Для идеального газа, имеющего постоянную температуру Т и находящегося в однородном поле тяжести (во всех точках его объёма ускорение свободного падения g одинаково), Б. ф. имеет следующий вид:
р = p0exp [-gm.(h - h0)/RT] (1),
где р — давление газа в слое, расположенном на высоте h, p0 — давление на нулевом уровне (h = h0), m — молекулярная масса газа, R — газовая постоянная, Т — абсолютная температура. Графически зависимость (1) представлена на рис. Из Б. ф. (1) следует, что концентрация молекул n (или плотность газа) убывает с высотой по тому же закону:
n =n0exp [-mg (h-h0)/kT],
где m — масса молекулы, k — Больцмана постоянная.
Б. ф. может быть получена из закона распределения молекул идеального газа по скоростям и координатам в потенциальном силовом поле (см. Больцмана статистика). При этом должны выполняться два условия: постоянство температуры газа и однородность силового поля. Аналогичные условия могут выполняться и для мельчайших твёрдых частичек, взвешенных в жидкости или газе. Основываясь на этом, французский физик Ж. Перрен в 1908 применил Б. ф. к распределению по высоте частичек эмульсии, что позволило ему непосредственно определить значение постоянной Больцмана.
Б. ф. показывает, что плотность газа уменьшается с высотой по экспоненциальному закону. Величина —mg (h-h0)/kT, определяющая быстроту спада плотности, представляет собой отношение потенциальной энергии частиц к их средней кинетической энергии, пропорциональной kT. Чем выше температура Т, тем медленнее убывает плотность с высотой. С другой стороны, возрастание силы тяжести mg (при неизменной температуре) приводит к значительно большему уплотнению нижних слоев и увеличению перепада (градиента) плотности. Действующая на частицы сила тяжести mg может изменяться за счёт двух величин: ускорения g и массы частиц m.
Следовательно, в смеси газов, находящейся в поле тяжести, молекулы различной массы по-разному распределяются по высоте.
Реальное распределение давления и плотности воздуха в земной атмосфере не следует Б. ф., т.к. в пределах атмосферы температура и ускорение свободного падения меняются с высотой и географической широтой. Кроме того, атмосферное давление увеличивается с концентрацией в атмосфере паров воды.
Б. ф. лежит в основе барометрического нивелирования — метода определения разности высот Dh между двумя точками по измеряемому в этих точках давлению (p1 и p2). Поскольку атмосферное давление зависит от погоды, интервал времени между измерениями должен быть возможно меньшим, а пункты измерения располагаться не слишком далеко друг от друга. Б. ф. записывается в этом случае в виде: Dh = 18400· (1+at) lg (p1/p2) (в м), где t — средняя температура слоя воздуха между точками измерения, a — температурный коэффициент объёмного расширения воздуха. Погрешность при расчётах по этой формуле не превышает 0,1—0,5% от измеряемой высоты. Более точна формула Лапласа, учитывающая влияние влажности воздуха и изменение ускорения свободного падения.