Питання

 1. Опишіть цикл Карно.

2. Виведіть коефіцієнт корисної дії теплової машини за цикл Карно.

3. Виведіть коефіцієнт корисної дії холодильної установки за цикл Карно.

4. Сформулюйте другий закон (начало) термодинаміки у трьох твердженнях.

12.Потенціал

Потенціа́л (рос. потенциал, англ. potential, нім. Potential n) — скалярна характеристика фізичного поля.

Енергетична характеристика даної точки будь-якого силового поля. Чисельно дорівнює роботі, яку здійснюють сили поля, переміщуючи одиницю маси (потенціал тяжіння) чи електричного заряду (електростатичний потенціал) з даної точки поля в точку, де потенціал вважають рівним нулю.

Потенціал — універсальна функція координат простору (яка не залежить від часу), що характеризує роботу, необхідну для переміщення пробного об'єкта із деякої фіксованої точки простору в дану точку. В якості фіксованої точки простору загалом приймають точку, яка знаходиться на безмежності. Отже, потенціал — це величина, що чисельно (але не за розмірністю) дорівнює роботі, витраченої на переміщення пробного об'єкта з безмежності в дану точку простору.

Потенціал існує не для всіх полів, а лише для полів такої конфігурації, де робота з переміщення об'єкта не залежить від шляху, яким відбувається переміщення, а залежить лише від координат початкової та кінцевої точки переміщення.

Потенці́альні си́ли у фізиці — сили, які можна виразити через градієнт певної функції координат, яка називається потенціалом або потенціальною енергією.

Для того, щоб сила  була потенціальною, необхідно, щоб вона залежала тільки від координат частинки, а крім того виконувалася умова

.

В такому випадку силу  можна записати у вигляді

,

де  - певна функція координат, яку називають потенціалом.

До потенціальних сил належать сила тяжіння, сила електростатичної взаємодії.

Серед непотенціальних сил найзначимішими є сила Лоренца та сила тертя. Сила Лоренца залежить не від координати частки, а від її швидкості. Сили тертя є дисипативними силами, які розсіюють механічну енергію, перетворюючи її в теплову. Сили тертя протидіютьрухові й теж загалом залежать від швидкості тіла.

Потенціа́льна ене́ргія — частина енергії фізичної системи, що виникає завдяки взаємодії між тілами, які складають систему, та із зовнішніми щодо цієї системи тілами, й зумовлена розташуванням тіл у просторі. Разом із кінетичною енергією, яка враховує не тільки положення тіл у просторі, а й рух, потенціальна енергія складає механічну енергію фізичної сиcтеми.

Потенціальна енергія матеріальної точки визначається як робота з її переміщення із точки простору, для якої визначається потенціальна енергія у якусь задану точку, потенціальна енергія якої приймається за нуль. Потенціальна енергія визначається лише для поля консервативних сил.

Потенціальна енергія здебільшого позначається літерами U або V.

Залежність потенціальної енергії матеріальної точки від просторових координат утворює скалярне поле .

Сила, яка діє на частку в полі , визначається, як

Повна енергія матеріальної точки є сумою потенціальної та кінетичної енергій. Для фізичної системи, що складається з багатьох тіл повна енергія є сумою потенціальних та кінетичних енергій її складових, однак при цьому жодна взаємодія не повинна враховуватися двічі:

,

де K_i — кінетична енергія i-того тіла системи, V_ij — потенціальна енергія j-го тіла завдяки взаємодії з i-тим.

Фізичні сили, для яких можна впровадити потенціальну енергію називаються потенціальними силами.

Значення потенціальної енегрії загалом визначене з точністю до певної сталої, водночас різниця значень потенціальної енергії частинки в різних положеннях — однозначна величина. Тому здебільшого рівень потенціальної енергії в якійсь певній точці чи при якомусь певному положенні вибирається за нульовий, а для інших точок чи положень системи потенціальна енергія відраховується від цього рівня. Наприклад, у випадку взаємодії двох часток можна вибрати за нульовий рівень потенціальну енегрію в тому випадку, коли частки рознесені на нескінченно далеку віддаль і не взаємодіють між собою. При такому виборі рівня відліку потенціальна енергія часток, які притягаються, від'ємна, а потенціальна енергія часток, що відштовхуються, додатня.