Газовые законы:

• Бойля – Мариотта(Изотермический), , для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется.

• Гей-Люссака(Изобарный), , для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется.

• Шарля(Изохорный), , для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется.

22. Для идеального газа =0, т.к. частицы между собой не взаимодействуют.

При расширении работа, совершаемая газом, положительна, при сжатии – отрицательна. В общем случае при переходе из некоторого начального состояния в конечное состояние работа газа выражается формулой:

• В изохорном процессе газ работы не совершает, А=0.

• В изобарном процессе работа, совершаемая газом, выражается соотношением

• В изотермическом процессе температура газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU = 0. Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением Q = A.

Первый закон термодинамики, установленный на основании многочисленных опытов, утверждает, что изменение внутренней энергии ΔU системы равно сумме совершаемой над системой работы A' внешних сил и количества теплоты Q, переданного системе извне, .

23. Адиабатический процесс - это такое изменение состояний газа, при котором он не отдает и не поглощает извне теплоты. Следовательно, адиабатический процесс характеризуется отсутствием теплообмена газа с окружающей средой. PV=const.

При адиабатическом процессе газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии.

24. Удельная теплоёмкость - эта величина показывает, какое количество теплоты надо передать телу массой один килограмм, чтобы его температура увеличилась на один градус Цельсия. Измеряется в Дж/(кг * ˚С).

Молярная теплоёмкость — отношение теплоёмкости к количеству вещества, теплоёмкость одного моль вещества, , .

Уравнение Майера связывает между собой молярную теплоёмкость для идеального газа в изохорном процессе, и молярную теплоёмкость при в изобарном процессе, .

25. Распределение Максвелла: скорости молекул газа имеют различные значения и направления, причем из-за огромного числа соударений, которые ежесекундно испытывает молекула, скорость ее постоянно изменяется. Поэтому нельзя определить число молекул, которые обладают точно заданной скоростью v в данный момент времени, но можно подсчитать число молекул, скорости которых имеют значение, лежащие между некоторыми скоростями v1 и v2.

Средняя кинетическая энергия молекул:

Наиболее вероятная скорость молекул: наиболее вероятная скорость – это скорость, вблизи которой на единичный интервал скоростей приходится наибольшее число молекул. Она рассчитывается по формуле:

Средняя скорость молекул: средняя скорость – это сумма скоростей всех молекул, деленная на общее число всех молекул в единице объема,

Среднеквадратичная скорость молекул:

26. Второе начало термодинамики – теплота не может самопроизвольно переходить от тела, менее нагретого к телу более нагретому. Под теплотой понимается внутренняя энергия тела.

Энтропия – мера беспорядка. Энтропия определяется как: , где H – энтальпия , a T – абсолютная температура.

Изменение энтропии в изопроцессах:

• Изохорный(V1=V2)

• Изобарный(P1=P2)

• Изотермический

• Адиабатный

27. Тепловой двигатель - это периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет полученной извне теплоты.

Холодильная машина — устройство для отвода тепла от охлаждаемого тела при температуре более низкой, чем температура окружающей среды.

Принцип работы теплового двигателя: от термостата с более высокой температурой T1, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты Q1, а термостату с более низкой температурой T2, называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты Q2. При этом совершается работа A=Q1-Q2

КПД теплового двигателя:

28. Гармонические колебания — колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по гармоническому закону

Пружинный маятник — механическая система, состоящая из пружины с коэффициентом упругости (жёсткостью) k (закон Гука), один конец которой жёстко закреплён, а на втором находится груз массы m. F=-kx, F=ma, ma=-kx, a=-kx/m(Уравнение свободных колебаний пружинного маятника), k/m=const, ,

Математический маятник, представляющий собой точечную массу на невесомой нити, что нельзя реализовать в действительности. Однако, если масса нити пренебрежимо мала по сравнению с массой m тела и длина нити велика по сравнению с размерами тела, то с достаточной точностью выполняется формула

Твердое тело произвольной формы, свободно совершающее колебания вокруг неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через его центр масс, называют физическим маятником, , где Y -момент инерции тела, m-масса, l – расстояние от центра тяжести до оси вращения.

29. Векторная диаграмма- графическое изображение меняющихся по закону синуса величин и соотношений между ними при помощи направленных отрезков – векторов. Гармоническое колебание может быть представлено графически в виде проекции на некоторую ось вектора, вращающегося с постоянной угловой скоростью. Длина вектора соответствуют амплитуде, угол поворота относительно оси – фазе.

Сумма двух и более колебаний на векторной диаграмме представлена при этом геометрической суммой векторов этих колебаний. Мгновенное значение искомой величины определяется при этом проекцией вектора суммы на ось Ох, амплитуда – длиной этого вектора, а фаза углом его поворота относительно Ох.

30. Фигуры Лиссажу — замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно два гармонических колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Фигуры Лиссажу позволяют найти частоту одного из колебаний, если известна частота другого. Это обусловлено тем, что кратность частот легко находится с помощью секущих, параллельных координатным осям.

Сумму можно найти по формуле:

31. Вынужденные колебания — колебания, происходящие под воздействием внешних периодических сил.

Уравнение вынужденных колебаний: , где -собственная круговая частота свободных колебаний, – циклическая частота вынужденной силы. Установившиеся вынужденные колебания груза на пружине происходят на частоте внешнего воздействия по закону

Резонанс - это резкое возрастание амплитуды колебаний при приближении частоты внешней возмущающей силы к собственной частоте колебаний системы.

32. Тепловое излучение – процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волн, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела.

Характеристики:

• Поток (мощность) излучения Ф – энергия, излучаемая за 1 сек со всей поверхности нагретого тела по всем направлениям в пространстве и во всем спектральном диапазоне:

• Энергетическая светимость R – энергия, излучаемая за 1 сек с 1 м2 поверхности тела по всем направлениям пространстве и во всем спектральном диапазоне. Если S – площадь поверхности тела, то )

• Спектральная плотность энергетической светимости r- энергия, излучаемая за 1 сек с 1м2 поверхности тела по всем направлениям на длине волны λ в единичном спектральном диапазоне ()

Абсолютно черным телом называют тело, способное поглощать всю падающую на его поверхность лучистую энергию любого спектрального состава.

Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры: , где – постоянная Стефана-Больцмана

Закон смещения Вина - длина волны обратно пропорциональна температуре черного тела, , где b=2,898*10^-3м*К