7(1). Цикли Карно. Ккд циклів Карно.

Р озглянемо якийсь циклічний процес а:в:с Об”єм зростає . В цьому процесі . Робота виконана на цій ділянці = площі заштрихованої ділянки причому цю роботу виконує сама с-ма.

Об”єм зменшиться. -над с-мою була виконана робота. На цьому базується принцип роботи теплової машини. Маємо с-му до якої підведено тепло, с-ма виконує роботу і віддає частину тепла -ККД машини.

Цикл Карно склад. з 2-ох ізотерм і 2-ох адіабат. На практиці ізотермічний процес реаліз. дуже важко.

1-теорема Карно: ККД циклу Карно не залеж. від природи робоч. тіла і граничних адіабат, а визнач. лише темпер.-рою нагрівника і темпер.-рою холодильника. , , ,

2 -теорема Карно: Цикл Карно дає максимальну ККД серед усіх циклів, які працюють між тими ж темпер.-рами. ,

3- теорема Карно : ККД рівноважного циклу більший за ККД нерівноважного циклу

7(2).Ємність, способи її вимірювання. Ємність різних конденсаторів, послідовне та паралельне їх сполучення.

Ємність –це кількісна міра здатності провідника утримувати заряд. Для відокремленого провідника ємність визнач. зарядом, який треба надати провіднику, щоб його потенціал підвищився на одиницю : .Одиниця ємності Фарад. За одиницю ємності взято ємність такого провідника, в якому зміна заряду в 1 кулон робить зміну в 1 вольт. Електрична ємність відоремленних провідників дуже залежить від наявності і взаємного розташування оточуючих тіл. Тому для практичного використання широко використ. с-ми з близько розміщеним один від одного провідників, заряди яких однакові за величиною і протилежні за знаком. Такі с-ми наз. конденсаторами. Електричне поле в конденсаторах, повністю, або майже повиістю зосереджене в просторі між провідниками і зазнає незначної зміни під дією зовнішніх фіз.. полів. Електроємність конденсаторів визнач. за формулою: .U- різниця потенціалів. Залежно від форми оболонок конденсаторів поділ. на плоскі, сферичні, циліндричні. За природою речовини між оболонками на: -повітряні, -паперові, -слюдяні, -керальні, -електролітичні. З”єднання конденсаторів буває паралельним, послідовним та змішаним. При паралельному з”єднанні напруга на кожному з конденсаторві однакова. Тому заряди на кожному з конденсаторів . Заряд батареї . Ємність При послідовному з”єднанні напруги За рахунок електростатичної індукції всі заряди будуть однакові. Тоді

7(3). Атом гелію. Тотожність однакових частинок. Симетричні та антисиметричні стани. Частинки Бозе та частинки Фермі.

Стан с-ми багатьох частинок також визнач. хвильовою ф-єю, яка зберігає свій зміст амплітуди ймовірності. Для с-ми N частинок хвильова ф-я залежить від змінних . Вона задов. основне р-ння кванвої механіки, хвильове р-ння Шредінгера ,де гамільтоніан с-ми . U-містить взаємодію частинок з будь-яким зовнішнім полем і взаємодію між собою. Якщо не залежить від t, то багаточастинкова с-ма описується стац. р-нням Шредінгера .

У квантовій механіці немає жодної змоги розв”язати одн. частинки. Це принцип тотожності частинок. Розглянемо с-му, яка склад. з 2-ох однакових частинок. Для неї принцип тотожності записується:

П ід час перестановки частинок хвильова ф-я може змінювати лише знак. Для системи N однакових частинок Оператор перестановки має лише два власні значення . Власна ф-я , яка відповідає власним значенням 1 наз. симетричною . Власна ф-я , яка відповідає власним значенням –1 наз. антисиметричною. антисиметрична ф-я описує стани с-м, що склад. з електронів, протонів, нейтронів з папівцілим спіном (ферміони). С-ми, що склад. з частинок з цілим спіном опис. симетричною хвильовою ф-єю(бозони). Атом гелію є найпростішим серед багато електричних атомів. С-ма склад. з ядра і двох електр. зарядів ядра Z(e). Помістимо ядро в поч.. координату. Гамільтоніан такої с-ми де гамільтоніан першого електрона в полі ядра Другого електрона та оператор енергії між електронної кулон. взаємодії: . Повна хвильова ф-я має бути антисиметричною Спінові та корд. змінні розділяються . Для обчислення енергій с-ми застос. теорію збурень вибравши в ролі оператора збурень енергію міжелектронної взаємодії : .нульові наближення ). повна енергія основного стану.

БІЛЕТ 8

8(1). Ефект Джоуля-Томсона. Скраплення газів. Одержання низьких та наднизьких температур. Фіз. влас-ті рідкого гелію.

Е фект Джоуля-Томсона-зміна температури реального газу при його дросельваному адіабатичному розширенні без виконання роботи. При такому розширенні енергія газу залишається незмінною, а відбувається взаємний перехід між кінетичною і потенціальною її складовими. Якщо перед розширенням у газі переважало протягування молекул (потенц. енергія була від”ємною), то при значних розширеннях вона зростатиме за рахунок кінет. енергії молекул і газ охолоджуватиметься (додатній ефект).Якщо ж перед розширенням домінувало відштовхування молекул (потен. енергія додатня), то при розширенні вона зменшиться, а кінет. збільшиться і газ нагріється (від”ємний ефект).

Ефект Джоуля-Томсона застосов. при зрідженні газів. Зрідження газів:якщо газ знаходь. нище Крит. тем-ри,то його можна перевести в рідкий стан простим стисненням. Технічно простіше і практично важливіше для зберігання зріджених газів діставати їх при атмосферному тиску. Для цього необхідно їх зріджувати при темп-рі нище критичної, коли тиск їх насичених парів рівний атмосферному. Цей процес детально дістанемо в установці: нехай досліджув. газ міститься в посудині закритій рухомим поршнем.Темп-ру газу будемо підтримувати ста лою, але нище від характерного для кожного газу значення.Переміщ. поршень вверх, об”єм газу зменшиться, тиск зростає і фіксується манометром. Коли тиск досягне певної граничної величини далі вже не зміниться. В цей час можна помітити, що на поверхні поршня і на стінках посудини з”являються краплі рідини.