1-ый семестр.

№1. А. Равномерное движение — механическое движение, при котором тело за любые равные отрезки времени проходит равные перемещения.

Б. Скорость равномерного прямолинейного движения - это постоянная векторная величина, равная отношению перемещения тела за любой промежуток времени к значению этого промежутка.

Б. Векторная форма записи формулы скорости

С.

График скорости такого движения представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс (оси времени) Изображены графики скорости двух тел.

№2. А. При равномерном движении точки по окружности её траекторией является дуга. Точка движется с постоянной угловой скоростью , а зависимость угла поворота точки от времени является линейной:

где — начальное значение угла поворота

Б. Промежуток времени, за который тело совершает полный оборот при движении по окружности, называется периодом

Величина, обратная периоду обращения, называется частотой обращения. Частота обращения обозначается греческой буквой «ню» (ν). Частота- количество оборотов, которое совершила точка за единицу времени:

С. Угловая скорость.

Линейная скорость. ???

№3.А. Равноускоренное движение — движение, при котором ненулевой вектор ускорения остаётся неизменным по модулю и направлению.

Б. Ускорение показывает изменение скорости за единицу времени.

С. Формула скорости прямолинейного равнокскоренного движения в векторном виде:

№4.А. Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.

Б. Инерциальная система отсчёта.

а.Инерциальной называется система отсчёта, по отношению к которой пространство является однородным и изотропным, а время — однородным.

б. Это система отсчёта, в которой справедлив закон инерции: все свободные тела (то есть такие, на которые не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется) движутся прямолинейно и равномерно или покоятся.

С. Примеры.

1. Троллейбус при равномерном прямолинейном движении

2.Трамвай при равномерном прямолинейном движении.

№5. 2 закон Ньютона - Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил,приложенных к телу,и обратно пропорционально его массе.

3 закон Ньютона - Материальные точки попарно действуют друг на друга с силами,имеющими одинаковую природу,направленными вдоль прямой,соединяющей эти точки,равными по модулю и противоположны по направлению.

№6. Закон всемирного тяготения - Любые 2 тела,притягиваются друг к другу с силой,прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

Сила тяжести - векторная величина,определяющая силу притяжения к Земле любого тела.Значения силы тяжести зависит от ускорения свободного падения в данном пункте.

Вес тела - сила,с которой тело вследствии его притяжения к Земле действует на горизонтальную опору или подвес. P = mg

Вес тела,движущегося с ускорением - При движении системы тело — опора (или подвес) относительно инерциальной системы отсчёта c ускорением вес перестаёт совпадать с силой тяжести P = m(g - a)

№7. Первая космическая скорость - это скорость которой должно обладать тело чтобы обращаться на постоянной высоте над поверхностью планеты.

Невесомость - исчезновение веса при движении опоры с ускорением свободного падения.

Искусственный спутник земли - космические летательные аппараты, выведенные на орбиты вокруг Земли и предназначенные для решения научных и прикладных задач

№8. Сила трения - процесс взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде.

№9. Сила упругости - сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение.

Закон Гука - связь между величиной упругой деформации и силой, действующей на тело, или Сила упругости, возникающая в деформированном теле, пропорциональна величине деформации с коэффициентом пропорциональности равным жесткости деформируемого образца; 

,

где   — жёсткость тела,   — величина деформации.

Механическое напряжение — это мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием различных факторов. Механическое напряжение в точке тела определяется как отношение внутренней силы к единице площади в данной точке рассматриваемого сечения.

Q — механическое напряжение.

F — сила, возникшая в теле при деформации.

S — площадь.

№10. Закон сохранения импульса - В замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета.

Реактивное движение – это движение, происходящее за счёт отделения от тела с какой-то скоростью некоторой его части”. Пример:

В пробирку наливается немного воды, она плотно закрывается пробкой и на двух нитях подвешивается к штативу. Пробирку нагревают на спиртовке или свечке, наблюдают пример реактивного движения: пробирка приходит в движение за счёт того, что из неё под давлением водяного пара вылетает пробка.

№11. Механическое работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы^.

Мощность -  физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Различают среднюю мощность за промежуток времени  :

и мгновенную мощность в данный момент времени:

Так как работа является мерой изменения энергии, мощность можно определить также как скорость изменения энергии системы.

№12. Потенциальная энергия тела, поднятого над землей - это энергия взаимодействия тела и Земли гравитационными силами.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия тел.

Кинетическая энергия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения.

№13. а) Гармоническое колебание — явление периодического изменения какой-либо величины, при котором зависимость от аргумента имеет характер функции синуса или косинуса. 

б) Формула гармонических колебаний

или

где х — значение изменяющейся величины, t — время, остальные параметры — постоянные: А — амплитуда колебаний, ω — циклическая частота колебаний,   — полная фаза колебаний,   — начальная фаза колебаний.

в) Амплитуда — модуль максимального отклонения тела от положения равновесия. 

г) Период- количество колебаний за единицу времени.

д) Фаза колебаний -  Отдельная стадия, период, этап развития какого либо явления, процесса и т.п. 

№14.а) Основные положения МКТ: 1) все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов;

2)частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом);

3)частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.

б)  ДИФФУЗИЯ, перемещение вещества в смеси из область с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией, вызванное случайным перемещением отдельных атомов или молекул.

Диффузия прекращается, когда исчезает градиент концентрации.

в) Броуновское движение- беспорядочное движение малых (размерами в нескольких мкм и менее) частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием толчков со стороны молекул окружающей среды.

№15. а) Опыт Штерна — опыт, впервые проведённый немецким физиком Отто Штерном в 1920 году. Опыт явился одним из первых практических доказательств состоятельности молекулярно-кинетической теории строения вещества. В нём были непосредственно измерены скорости теплового движения молекул и подтверждено наличие распределения молекул газов по скоростям.

Для проведения опыта Штерном был подготовлен прибор, состоящий из двух цилиндров разного радиуса, ось которых совпадала и на ней располагалась платиновая проволока с нанесённым слоем серебра. В пространстве внутри цилиндров посредством непрерывной откачки воздуха поддерживалось достаточно низкое давление. При пропускании электрического тока через проволоку достигалась температура плавления серебра, из-за чего атомыначинали испаряться и летели к внутренней поверхности малого цилиндра равномерно и прямолинейно со скоростью v, соответствующей подаваемому на концы нити напряжению. Во внутреннем цилиндре была проделана узкая щель, через которую атомы могли беспрепятственно пролетать далее. Стенки цилиндров специально охлаждались, что способствовало оседанию попадающих на них атомов. В таком состоянии на внутренней поверхности большого цилиндра образовывалась достаточно чёткая узкая полоса серебряного налёта, расположенная прямо напротив щели малого цилиндра. Затем всю систему начинали вращать с некой достаточно большой угловой скоростью ω. При этом полоса налёта смещалась в сторону, противоположную направлению вращения, и теряла чёткость.

б) Распределение молекул по скоростям -распределение по скоростям молекул (ч ц) макроскопич. физ. системы, находящейся в статистич. равновесии, при условии, что движение молекул подчиняется законам классич. механики (пример классический идеальный газ).

№16. а) Размеры молекул чрезвычайно малы, поэтому их измеряют в нанометрах (1нм= 10-5м

То есть в одном метре содержится миллиард нанометров) Примеры : Азот – 0.32 ; Вода – 0.30 ; Водород- 0.25 ; Гелий- 0.20 ; Кислород-0.30 ; Хлор – 0.37.

Размер атомов. Атомы не имеют отчётливо выраженной внешней границы, поэтому их размеры определяются по расстоянию между ядрами соседних атомов, которые образовали химическую связь (Ковалентный радиус) или по расстоянию до самой дальней из стабильных орбит электронов в электронной оболочке этого атома

Размеры атомов ещё меньше .Примеры: линейные размеры атома- около 0.1 нм;

Радиус простейшего атома- водорода – 0.053 нм;

Радиус атома гелия-0.105 нм ; Радиус атома урана-0.15нм ;

Масса молекул. Для определения массы молекулы m₀ нужно разделить массу m вещества на число N молекул в нем: Таким образом, чтобы найти массу молекулы вещества, нужно знать молярную массу вещества M и постоянную Авогадро N_A.

Масса атома. Поскольку наибольший вклад в массу атома вносят протоны и нейтроны, полное число этих частиц называют массовым числом. Массу покоя атома часто выражают в атомных единицах массы (а. е. м.),

б) Атомная единица массы (обозначение а. е. м.), она же дальтон, — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Атомная единица массы выражается через массу нуклида углерода ¹²C и равна 1/12 массы этого нуклида.

в) Молярной массой M называется величина, равная отношению массы вещества m к количеству вещества  :

г) Число́ Авогадро, константа Авогадро — физическая константа, численно равная количеству специфицированных структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других частиц) в 1 моле вещества. Определяется как количество атомов в 12 граммах (точно) чистого изотопа углерода-12. Обозначается обычно как N_A, реже как L ^[1].

Значение числа Авогадро, рекомендованное CODATA в 2010 году ^[2]:

N_A = 6,02214129(27)·10²³ моль⁻¹.

№17. Идеальным принято считать газ, если: а) между молекулами отсутствуют силы притяжения, т. е. молекулы ведут себя как абсолютно упругие тела;

б) газ очень разряжен, т.е. расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул;

в) тепловое равновесие по всему объему достигается мгновенно. Условия, необходимые для того, чтобы реальный газ обрел свойства идеального, осуществляются при соответствующем разряжении реального газа. Некоторые газы даже при комнатной температуре и атмосферном давлении слабо отличаются от идеальных. Основными параметрами идеального газа являются давление, объем и температура.

Одним из первых и важных успехов МКТ было качественное и количественное объяснение давления газа на стенки сосуда. Качественное объяснение заключается в том, что молекулы газа при столкновениях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела и передают свои импульсы стенкам сосуда.

Основное уравнение МКТ идеального газа:

№19.Температура — скалярная физическая величина, описывающая состояние термодинамического равновесия (состояния, при котором не происходит изменения микроскопических параметров)

Существует абсолютная термодинамическая шкала (шкала Кельвина) и различные эмпирические шкалы, которые отличаются начальными точками.

Абсолютный нуль температуры (реже — абсолютный ноль температуры) — минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело. Абсолютный нуль служит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы, например, шкалы Кельвина.

Генеральная конференция по мерам и весам установила термодинамическую температурную шкалу с одной реперной точкой — тройной точкой воды, температура которой принята 273,16 К (точно), что соответствует 0,01 °C

Поэтому по шкале Цельсия абсолютному нулю соответствует температура ?273,15 °C.

№18. Длина свободного пробега молекулы — это среднее расстояние, которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего.

Длина свободного пробега каждой молекулы различна, поэтому в кинетической теории вводится понятие средней длины свободного пробега.

Вакуум— пространство, свободное от вещества. В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, содержащую газ при давлениях значительно ниже атмосферного. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа ? и характерным размером среды d. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и т. д.

№20. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева - Клапейрона ) — формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид:

№21

Изопроцесс – процесс, при котором один из макроскопических параметров состояния данной массы газа остаётся постоянным.

Изотермический процесс  — процесс изменения состояния газа определённой массы при постоянной температуре .

При изотермическом процессе T=const, m= const . При этих условиях из уравнения Клапейрона – Менделеева следует закон Бойля – Мариотта :

pV= m/M*RT.

Это означает ,что произведение начального давления газа p1 на его объем V1 равно произведению этих параметров p2,V2 в произвольный момент времени .

Закон Мариотта :

Для газа данной массы при постоянной температуре произведение давления газа на его объем постоянно:

p1v1 = p2v2 .

Изобарный процесс- процесс изменения состояния газа определённой массы при постоянном давлении

P=const , m=const

V/T=const=m/M*R/p

V=const*T

Изохорный процесс – процесс изменения состояния газа определенной массы при постоянном объеме

p/t =const , m/M * R/V =const

p=const * T .

№22.

Внутренняя энергия тела – сумма кинетической энергии хаотического теплового движения частиц тела и потенциальной энергии их взаимодействия.

Изменение внутренней энергии ΔT = T2 – T1

Способы изменения энергии :

Теплообмен – процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы .

Количество теплоты , получаемое телом , - энергия , передаваемая телу извне в результате теплообмена .

№23.

Первый закон термодинамики ( закон сохранения энергии для тепловых процессов) определяет количественное соотношение между изменением внутренней энергии системы U , количеством теплоты Q , подведенным к ней , и работой A , совершаемой системой против внешних сил :

Количество теплоты , подведенное к системе , идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами .

Q= ΔU + A .

Внутренняя энергия замкнутой ,изолированной системы сохраняется.

При изохорном процессе объем газа остается постоянным (ΔV=0), поэтому газ не совершает работу (A=0) . Изменение внутренней энергии газа происходит благодаря теплообмену с окружающими телами :

Q=ΔU

Для одноатомного газа первый закон термодинамики имеет вид

Q=3/2*m/M*RΔT

При изобарном расширении газа подведенное к нему количество теплоты расходуется на увеличение его внутренней энергии (ΔU>0) и на совершение работы газом (A>0)

При изобарном сжатии газа отвод тепла приводит к охлаждению газа (ΔU<0).

При этом A<0.

При изотермическом процессе постоянна температура (ΔT=0), а внутренняя не изменяется (ΔU=0).Поэтому первый закон термодинамики для изотермического процесса имеет вид :

Q=A.

№24.

Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе, то есть, оно зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход. Это определение особенно важно для химической термодинамики (ввиду сложности рассматриваемых процессов). Иными словами, внутренняя энергия является функцией состояния. В циклическом процессе внутренняя энергия не изменяется.

№25. На первый взгляд необратимость тепловых процессов представляется парадоксальной. Действительно, все тепловые процессы в конечном счете сводятся к механическим - к движению и взаимодействию молекул. Но ведь механические процессы обратимы; чем же вызвана необратимость тепловых явлений. 

С этим связана и необратимость тепловых процессов: они протекают так, чтобы беспорядок в системе увеличивался. Необратимость тепловых процессов - это необратимость порядка и беспорядка. С этим связан и тот факт, что любой вид энергии в конце концов переходит в тепло, так как тепловая энергия - это энергия беспорядочных движений, в то время как все другие виды энергии связаны с более упорядоченным движением. [3]

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.

Второе начало термодинамики гласит, что невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому.

Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не может равняться абсолютному нулю.

Второе начало термодинамики может быть также сформулировано следующим образом: невозможны такие процессы, единственным конечным результатом которых явилось бы отнятие от некоторого тела определенного количества тепла и превращения этого тепла полностью в работу.

№26. Теплово́й дви́гатель — устройство, совершающее работу за счет использования внутренней энергии топлива, тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию, использует зависимость теплового расширения вещества от температуры. Действие теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя обязательно наличие топлива. Это возможно при нагревании рабочего тела (газа), который совершает работу за счёт изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры осуществляется, соответственно, нагревателем и охладителем.

Теория

Работа, совершаемая двигателем, равна:

, где:

•  — количество теплоты, полученное от нагревателя,

•  — количество теплоты, отданное охладителю.

КПД теплово́го дви́гателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле

,

где   — количество теплоты, полученное от нагревателя,   — количество теплоты, отданное холодильнику. Наибольшим КПД среди циклических машин, оперирующих при заданных температурах горячего источника T₁ и холодного T₂, обладают тепловые двигатели, работающие по циклу Карно; этот предельный КПД равен

.

№27. Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальнымКПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.

Цикл Карно состоит из четырёх стадий:

1. Изотермическое расширение (на рисунке — процесс A>Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру TH, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты QH. При этом объём рабочего тела увеличивается.

2. Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (на рисунке — процесс Б>В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.

3. Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс В>Г). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру TX, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты QX.

4. Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие (на рисунке — процесс Г>А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника . При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

 

 

КПД цикла Карно:

Отсюда видно, что КПД цикла Карно с идеальным газом зависит только от температуры награвателя (Tн) и холодильника (Тх).

Из уравнения следуют выводы:

1. Для повышения КПД тепловой машины нужно увеличить температуру нагревателя и уменьшить температуру холодильника;

2. КПД тепловой машины всегда меньше 1.

Цикл Карно обратим, так как все его составные части являются равновесными процессами.

№28. Насы́щенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава.

Давление насыщенного пара связано определённой для данного вещества зависимостью от температуры. Когда внешнее давление падает ниже давления насыщенного пара, происходит кипение (жидкости) или возгонка (твёрдого тела); когда оно выше — напротив, конденсация или десублимация.

Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли, одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5—10 мбар.

Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.

Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³

Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.

Относительная влажность обычно выражается в процентах.

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99 % водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

Температура точки росы газа (точка росы) — это значение температуры газа, при достижении которойводяной пар, содержащийся в газе, охлаждаемом изобарически, становится насыщенным над плоской поверхностью воды.

Формула для приблизительного расчёта точки росы в градусах Цельсия (только для положительных температур):

где

T_p = точка росы,

a = 17.27,

b = 237,7 °C,

№29. Пове́рхностное натяже́ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.

Поверхностное натяжение имеет двойной физический смысл — энергетический (термодинамический) и силовой (механический). Энергетическое (термодинамическое) определение: поверхностное натяжение — это удельная работа увеличения поверхности при её растяжении при условии постоянства температуры. Силовое (механическое) определение: поверхностное натяжение — это сила, действующая на единицу длины линии, которая ограничивает поверхность жидкости.

Сма́чивание — это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости. Смачивание бывает двух видов:

Иммерсионное (вся поверхность твёрдого тела контактирует с жидкостью)

Контактное (состоит из трёх фаз — твердая, жидкая, газообразная)

Смачивание зависит от соотношения между силами сцепления молекул жидкости с молекулами (или атомами) смачиваемого тела (адгезия) и силами взаимного сцепления молекул жидкости (когезия).

Если жидкость контактирует с твёрдым телом, то существуют две возможности:

1.молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Так ведёт себя ртуть на стекле, вода на парафине или «жирной» поверхности. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность;

2.молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате жидкость стремится прижаться к поверхности, расплывается по ней. Так ведёт себя ртуть на цинковой пластине, вода на чистом стекле или дереве. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность.

№30.Капилля́рность (от лат. capillaris — волосяной), капиллярный эффект — физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие жидкости происходит в случаях смачивания каналов жидкостями, например воды в стеклянных трубках, песке, грунте и т. п. Понижение жидкости происходит в трубках и каналах, не смачиваемых жидкостью, например ртуть в стеклянной трубке.

Благодаря капиллярности возможны жизнедеятельность животных и растений, различные химические процессы, бытовые явления (например, подъём керосина по фитилю в керосиновой лампе, вытирание рук полотенцем). Капиллярность почвы определяется скоростью, с которой вода поднимается в почве и зависит от размера промежутков между почвенными частицами.

№31.По своим физическим свойствам и молекулярной структуре твердые тела разделяются на два класса – аморфные и кристаллические тела. Характерной особенностью аморфных тел является их изотропность, то есть независимость всех физических свойств (механических, оптических и т. д.) от направления. Молекулы и атомы в изотропных твердых телах располагаются хаотично, образуя лишь небольшие локальные группы, содержащие несколько частиц (ближний порядок).

По своей структуре аморфные тела очень близки к жидкостям (см. §3.5). Примерами аморфных тел могут служить стекло, различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т. д. Если аморфное тело нагревать, то оно постепенно размягчается, и переход в жидкое состояние занимает значительный интервал температур. В кристаллических телах частицы располагаются в строгом порядке, образуя пространственные периодически повторяющиеся структуры во всем объеме тела. Для наглядного представления таких структур используются пространственные кристаллические решетки, в узлах которых располагаются центры атомов или молекул данного вещества.(Аморфные тела и кристаллы. Аморфными называются тела, физические свойства которых одинаковы по всем направлениям. Примерами аморфных тел могут служить куски затвердевшей смолы, янтарь, изделия из стекла. Аморфные тела являются изотропными телами. Изотропность физических свойств аморфных тел объясняется беспорядочностью расположения составляющих их атомов и молекул. Твердые тела, в которых атомы или молекулы расположены упорядоченно и образуют периодически повторяющуюся внутреннюю структуру, называются кристаллами.

Физические свойства кристаллических тел неодинаковы в различных направлениях, но совпадают в параллельных направлениях. Это свойство кристаллов называется анизотропностью. Кристалл поваренной соли при раскалывании дробится на части, ограниченные плоскими поверхностями, пересекающимися под прямыми углами. Эти плоскости перпендикулярны особым направлениям в образце, по этим направлениям его прочность минимальна.)

Монокристаллы – одиночные кристаллы (кварц, слюда…) Идеальная форма кристалла имеет вид многогранника. Такой кристалл ограничен плоскими гранями, прямыми ребрами и обладает симметрией

Поликристаллы – это твёрдые тела, состоящие из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга (сталь, чугун, графит …)

№32.Ковалентная связь, ионная связь, металлическая связь, молекулярная связь, водородная связь.

Молекулярная кристаллическая решетка, ионная кристаллическая решетка, атомная кристаллическая решетка, металлическая кристаллическая решетка.

№33 1 Электри́ческий заря́д — это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Впервые электрический заряд был введён в законе Кулона

2 Электрический заряд замкнутой системы сохраняется во времени и квантуется — изменяется порциями, кратными элементарному электрическому заряду, то есть, другими словами, алгебраическая сумма электрических зарядов тел или частиц

№34 Зако́н Куло́на— это Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними

№35 1 Электрическое поле — одна из составляющих электромагнитного поля; особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом

2 Напряжённость по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда:

№36

№37. § 15.6

Потенциал

Потенциал электрического поля численно равен работе, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда из этой точки в бесконечность

Разность потенциалов

Разность потенциалов (ф ₁ – ф ₂) называется напряжением между точками 1 и 2 и обозначается U _{1 2} . Таким образом,

A _{1 2} = q _пр U _{1 2}

Опустим индекс, получим

A = qU

№38. § 15.7

Связь между E и U

Напряженность однородного поля численно равна разности потенциалов на еденицу длины линии напряженности. В СИ единица напряженности имеет наименование вольт на метр (В/м). Действительно,

E = U/d = 1 В/1 м = 1 В/м

№39. § 15.8

Проводник в электрическом поле

Если полюса батарейки замкнуть металлической проволокой, по ней пойдет электрический ток. Заменим проволоку стеклянной палочкой – никакого тока не возникнет. Металл является проводником, а стекло – диэлектриком.

Проводники – это в первую очередь металлы. В металлах свободными зарядами являются свободные электроны.

Проводниками также являются электролиты

Распределение зарядов в проводнике

При зарядке любого проводника заряды распределяются в нем так, что электрическое поле внутри него исчезает и разность потенциалов между любыми точками обращается в нуль

№40. § 15.10

Диэлектрики в электрическом поле

В отличие от проводников, в диэлектриках нет свободных зарядов. Все заряды являются связанными: электроны принадлежат своим атомам, а ионы твердых диэлектриков колеблются вблизи узлов кристаллической решетки.

Напряженность электрического поля внутри диэлектрика может быть не равна нулю.

Объемная плотность заряда в диэлектрике может быть отличной от нуля.

Линии напряженности могут быть не перпендикулярны поверхности диэлектрика.

Различные точки диэлектрика могут иметь равный потенциал. Стало быть, говорить о «потенциале диэлектрика» не приходиться.

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно.

Поляризация электродов, диэлектриков, света, миграционная и т.п.

№41.Электро емкость конденсатора - физическая величина, численно равная отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками.

Емкость плоского конденсатора - зависит только от его размеров, формы и диэлектрической проницаемости.

№42.Соединение конденсатора в батарею.

-Параллейное соединение

Емкость батареи больше наибольшей емкости.Нельзя включать в батарею конденсатор рассчитаный на напряжение меньше подаваемого.

-Последовательное

Емкость батареи меньше наименьшей емкости. Напряжение меньше напряжения сети.

№43.(не уверен)Энергию заряженного конденсатора можно выразить через величины, характеризующие электрическое поле в зазоре между обкладками.

2-ой семестр.

№1.Постоянный эл. ток - ток сила которого не изменяется с истечением времени.

Сила тока - величина заряда или колличество электричества в единицу времени через площадь поперечного сечения.

Условия, необходимые для существования электрического тока.

-Наличие в среде свободных электрических зарядов.

-Создание в среде электрического поля.

№2. Электродвижущая сила источника тока. Внешний и внутренний участки цепи. Закон Ома для полной цепи.

Электродвижущая сила источника тока

Источник ЭДС (идеальный источник напряжения) — двухполюсник, напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока в цепи). Напряжение может быть задано как константа, как функция времени, либо как внешнее управляющее воздействие.

В простейшем случае напряжение определено как константа, то есть напряжение источника ЭДС постоянно.

Внешний и внутренний участки цепи

Электрическая цепь может быть разделена на два участка: внешний и внутренний. Внешний участок, или, как говорят, внешняя цепь, состоит из одного или нескольких приемников электрической энергии, соединительных проводов и различных вспомога­тельных устройств, включенных в эту цепь. Внутренний участок, или внутренняя цепь,— это сам источник.

Закон Ома для полной цепи.

№3.Сопротивление проводника. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.

Сопротивление проводника.

Зависимость сопротивления от температуры.

Сверхпроводимость.

Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько десятков чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающемся в полном вытеснении магнитного поля из объема сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает, что сверхпроводимость не может быть описана просто как идеальная проводимость в классическом понимании.

№4.Электрические цепи с последовательным и параллельным соединением проводников.

№5.Аккумуляторы. Соединение источников электрической энергии в батарею.

Аккумуляторы.

Электри́ческий аккумуля́тор — химический источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования

Соединение источников электрической энергии в батарею.

Последовательное соединение (а) — соединение, при котором минусовой вывод одного аккумулятора соединяют с плюсовым выводом другого аккумулятора и т. д. Среднее рабочее напряжение одного аккумулятора равно 2 В. Напряжение всех последовательно включенных аккумуляторов действует в одном направлении, и общее напряжение аккумуляторной батареи будет равно сумме напряжений всех аккумуляторов.

№6. РАБОТА И МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

 Мощность постоянного тока

Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику.

Тепловое действие тока.- электрический ток вызывает разогревание металлических проводников (вплоть до свечения).

Закон Джоуля — Ленца

Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину электрического поля.

Математически может быть выражен в следующей форме:

№7.Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества.Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза.

Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией.

№8.  Законы электролиза

1) Масса вещества, выделяющегося на электроде *, прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего черезэлектролит *.

2) При электролизе различных химических соединений одинаковые количества электричества выделяют на электродах массы веществ, пропорциональные их электрохимическим эквивалентам.

Эти два закона можно объединить в одном уравнении:

 ,

где       m – масса выделяющегося вещества, г;

            n – количество электронов, переносимых в электродном процессе;

            F – число Фарадея (F=96485 Кл/моль)

            I – сила тока, А;

            t – время, с;

            M – молярная масса выделяющегося вещества, г/моль.