Пример решения задач:

1. Два баллона одинакового объема соединены длинной тонкой трубкой. При одинаковой температуре 300 К давление газа в баллонах Па. Каким станет давление при нагревании газа в первом баллоне до 600 К, если температура газа во втором баллоне не изменяется.

Задачи для самостоятельной работы.

1. Постройте графики изопроцессов в координатных осях p(V), p(T), V(T).

2. Открытую стеклянную трубку длиной 1 м наполовину погружают в ртуть. Затем трубку закрывают пальцем и вынимают. Какой длины столбик ртути останется в трубке. Атмосферное давление равно 750 мм. рт. ст.

3. На некоторой высоте давление воздуха Па, а температура -43. Какова плотность воздуха на этой высоте.

4. Определить давление кислорода, масса которого 4 кг, заключенного в сосуд емкостью 2 м, при температуре 29.

5. Свинцовая пуля пробивает деревянную стенку, причем скорость в момент удара о стенку была 400 м/с, а в момент вылета 100 м/с. Какая часть пули расплавилась, считая, что на нагревание ее идет 60% потерянной механической энергии. Температура пули в момент удара 50. Удельная теплоемкость свинца с=125,7 Дж/(кг*К), температура плавления 327, удельная теплота плавления 26,4*10Дж/кг.

6. Автомобиль расходует 5,67 кг бензина на 50 км пути. Определите мощность, развиваемую двигателем, если скорость движения 90 км/ч и КПД двигателя 22%. Удельная теплота сгорания бензина 45*10Дж/кг.

7. В закрытом сосуде находится смесь гелия массой 8 г и неона массой 40 г. Определить изменение внутренней энергии этой смеси, если ее охладили на 20.

8. В результате нагревания давление идеального газа в закрытом сосуде увеличилось в четыре раза. Во сколько раз изменилась средняя квадратичная скорость молекул.

9. На рисунке показан процесс изменения состояния идеального газа. Каково изменение внутренней энергии газа, если ему сообщили в этом процессе 6*10Дж теплоты.

10. В стакане, наполненном до краев водой, плавает кусок льда, внутри которого находится кусок свинца. Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает. Что будет, если внутри льда находится не свинец, а пузырьки воздуха. Что произойдет, если в стакане находится не вода, а: 1) жидкость более плотная, 2) жидкость менее плотная.

4. Э л е к т р о д и н а м и к а

Электродинамика - раздел классической физики, в котором изучаются законы электромагнитного поля.

Свойства электрического заряда:

• два вида заряда,

• элементарный заряд (),

• кратность заряда,

• инвариантность заряда,

• закон сохранения заряда,

• правило взаимодействия зарядов.

Электростатическое поле:

1. Возникает вокруг неподвижных заряженных тел.

2. Проявляется по действию на заряженные тела.

Точечным зарядом называется заряд бесконечно малых размеров.

Экспериментально был установлен закон (Кулона) взаимодействия двух точечных зарядов , к==.

Поверхностная плотность заряда - отношение заряда к площади поверхности проводника:

Существует две характеристики электростатического поля:

напряженность	потенциал
- векторная величина (силовая характеристика)	- скалярная величина (энергетическая характеристика)
Поле точечного заряда
Принцип суперпозиции
Напряженность поля, создаваемого несколькими зарядами, равна геометрической сумме напряженностей полей каждого из зарядов в отдельности.	Потенциал поля, создаваемого несколькими зарядами, равен алгебраической сумме потенциалов полей, создаваемого каждым из зарядов в отдельности.
Графическое изображение
Силовые линии – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором напряженности. Силовые линии начинаются на положительном заряде, а заканчиваются на отрицательном,	Эквипотенциальные линии – геометрическое место точек, обладающих одним потенциалом. В каждой точке поля силовая линия и эквипотенциальная линия перпендикулярны.

Поле заряженного проводящего шара снаружи от него совпадает с полем точечного заряда, а внутри него равно нулю. Поле бесконечной заряженной проводящей плоскости с поверхностной плотностью заряда определяется:

При помещение диэлектрика в электрическое поле происходит его поляризация, при этом поле в диэлектрике уменьшается в раз:

Где - напряженность поля вне диэлектрика,- диэлектрическая проницаемость.

E= -формула связи напряжения и напряженности.

Конденсатор – устройство способное накапливать заряд.

Емкость конденсатора С определяется как отношение заряда на его обкладках к приложенному напряжению:

C=

Емкость определяется геометрическими размерами конденсатора и не зависит от заряда и напряжения на нем и свойств среды. Для плоского конденсатора:

, где: - диэлектрическая проницаемость среды между его обкладками,S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.

Энергия заряженного конденсатора определяется формулами:

Магнитное поле возникает вокруг:

1. заряженных движущихся тел,

2. электрического тока,

3. постоянного магнита,

4. вихревого электрического поля.

Для описания взаимодействия магнитного поля одного заряда на другой вводят характеристику, называемую вектором магнитной индукции . Направление магнитной индукции совпадает с направлением от южного полюсаS к северному N магнитной стрелки, помещенной в данное магнитное поле. Если имеется проводник с током, то направление вектора магнитной индукции определяется правилом буравчика (правилом правого винта),суть которого состоит в следующем: если ввинчивать буравчик с правой резьбой по направлению тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление вектора магнитной индукции.

Для графического представления магнитных полей используют линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют линии, проведенные так, что вектор в каждой её точке направлен по касательной к ней.

Магнитным потоком (потоком магнитной индукции) сквозь некоторую поверхность с площадью S называется величина , где- угол между направлением вектора магнитной индукциии нормалью к поверхности.

Сила , с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенный в это поле, называется силой Ампера. Закон Ампера утверждает, что значение силы, действующей на малый отрезок длиныпроводника с токомI, находящегося в магнитном поле , определяется формулой:

,

где - угол между направлением вектора магнитной индукции и отрезком проводника.

Направление этой силы находится по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы нормальная составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению электрического тока, то отогнутый на 90большой палец укажет направление силы Ампера.

Из закона Ампера определяется модуль вектора магнитной индукции. Он равен отношению максимальной силы , действующей со стороны магнитного поля на отрезок проводника с током, произведению силы токаI на длину этого отрезка :. Следует помнить, что сила Ампера максимальная, когда вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

Сила , действующая со стороны магнитного поля на электрический зарядq, движущийся в магнитном поле со скоростью, называется силой Лоренца. Модуль силы Лоренца :

гдеугол между векторами.

Направление этой силы находится по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы составляющая вектора магнитной индукции , перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению движения положительного заряда, то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца.

Отношение =характеризует магнитные свойства среды и называется магнитной проницаемостью среды.

Под действием внешнего электрического поля движение электронов становится упорядоченным и сила тока в нем выражается формулой:

I=envS

Где e- заряд электрона, v- скорость упорядоченного движения, S- площадь поперечного сечения проводника.

Зависимость сопротивления проводника от температуры:

Аналогично и для удельного сопротивления- линейно растет при увеличении температуры.

В области низких температур сопротивление металлического проводника скачком падает до нуля (сверхпроводимость).

Собственная проводимость полупроводников (проводимость чистых полупроводников) осуществляется перемещением свободных электронов (электронная проводимость) и перемещением связанных электронов на вакантные места - дырки (дырочная проводимость). Проводимость полупроводников сильно зависит от наличия примесей в нем. Примеси, которые отдают лишние валентные электроны, называются донорными. В таком полупроводнике электроны являются основными носителями тока, а дырки – не основными, а сам полупроводник называется полупроводником n- типа (мышьяк для кремния). Примеси, которым не хватает валентных электронов, называются акцепторными. В таком полупроводнике дырки – основные носители тока, а электроны – неосновными, а сам полупроводник называется полупроводником p- типа (индий).

Носителями тока в растворах и расплавах электролитов являются положительные и отрицательные заряженные ионы. В таком случае проводимость называется ионной. Если сосуд с раствором или расплавом электролита включить в цепь, то положительные ионы будут двигаться к катоду, а отрицательные к аноду. Движение ионов сопровождается переносом вещества и выделением его на электродах, процесс – электролиз. Масса m вещества, выделяющегося на электроде при электролизе, согласно закону Фарадея, прямо пропорциональна заряду q, прошедшего через раствор или расплав электролита:

m=kq=kit

где i-сила тока в цепи, t- время прохождения тока, k- электрохимический эквивалент данного вещества (зависит от рода вещества и определяется формулой: ).

Явление ЭМИ заключается в том, что при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную некоторым контуром, в нем возникает ЭДС индукции , выражаемая законом Фарадея, где- изменение магнитного потока,- промежуток времени, за которое изменение произошло. Знак минус отражает правило Ленца, которое утверждает, что при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, в последнем возникает индукционный ток такого направления, что магнитное поле этого тока противодействует изменению магнитного потока.

Явление самоиндукции заключается в том, что при изменении тока в цепи возникает ЭДС, противодействующая этому изменению. Магнитный поток Ф через поверхность, ограниченную контуром, прямо пропорционален силе тока I в контуре: Ф =LI, где L – коэффициент пропорциональности, наз. индуктивностью (зависит от форм и размеров тела, и магнитных свойств среды, в которых оно находится.)

ЭДС самоиндукции выражается через изменение силы тока в цепи , где- время, за которое это изменение произошло.

Энергия магнитного поля:

.

Ток – направленное движение заряженных частиц.

Силой тока I называется изменение заряда за время:

I=/

Считается, что ток переносится положительно заряженными частицами. В проводниках (металлах) ток переносится электронами, т.е. направление тока противоположно направлению движения электронов.

Закон Ома:

Различают два типа соединений:

Последовательное соединение	Параллельное соединение
; R=n	;

Сопротивление R отрезка провода длины l и площади поперечного сечения S определяется формулой:

где - удельное сопротивление (постоянная, зависящая от рода вещества).

Работа, которую совершает ток при протекании по проводнику, сопротивлением R:

Электрическое напряжение - физическая величина, показывающая какую работу совершает на участке цепи ток, при перемещении заряда q:

U=A/q

Мощность можно рассчитать по формулам:

Закон Ома для полной цепи:

,

если цепь состоит из источника с ЭДС с внутренним сопротивлениемr и резистора сопротивлением R.