17. Коливання — найпоширеніша форма руху в навколишньому світі та техніці.
Бачимо, що основною рисою коливань є їх періодичність. Але періодичними є й обертові рухи. На відміну від обертових рухів, які мають для кожної точки колові траєкторії, під час коливальних рухів точка чи тіло рухаються в протилежних напрямах по одній і тій самій траєкторії.У коливальному русі точка (тіло) проходить всі точки траєкторії руху (окрім двох крайніх) двічі — один раз в одному напрямі, другий - у зворотному.
Гармонічними коливаннями називаються періодичні коливання фізичної величини, які відбуваються згідно із законом
,
де 
—
це фізична величина, що коливається, 
—
час, 
—
це найбільше значення, яке приймає
величина
під
час коливань, яке
називають амплітудою коливань, 
— циклічна
частота коливань, 
— фаза коливань.
Періодом коливань називається величина
.
Лінійна частота коливань визначається, як
.
18.
Механічне
коливання — такий вид руху тіла, під
час якого воно багаторазово проходить
одні й ті самі положення. Коливання
називаються гармонічними, якщо їх
характеристики (наприклад, зміщення
тіла з положення рівноваги) змінюються
у часі за законом синуса або
косинуса.
Вільними (власними)
називаються коливання, які здійснює
тіло за рахунок початкової енергії, без
зовнішньої дії під час коливань. Період —
час одного коливання, 
,
обернена величина
— частота
; 
, 
(герц), 
.
Величина,
аналогічна кутовій швидкості обертання 
,
називається циклічною (круговою)
частотою коливань: 
.
Амплітудою
коливаньА називається максимальне
зміщення матеріальної точки з положення
рівноваги:
.
19. Гармонічними коливаннями називаються періодичні коливання фізичної величини, які відбуваються згідно із законом
,
де — це фізична величина, що коливається, — час, — це найбільше значення, яке приймає величина під час коливань, яке називають амплітудою коливань, — циклічна частота коливань, — фаза коливань.
Періодом коливань називається величина
.
Лінійна частота коливань визначається, як
.
Розгляд гармонійних коливань важливо з двох причин:
Коливання зустрічаються в природі і техніці, часто мають характер, близький до гармонійному;
Різні періодичні процеси (процеси, що повторюються через рівні проміжки часу) можна уявити як накладення гармонійних коливань.
20. Хвилею називають процес поширення коливань у просторі з часом. Як і коливання, хвилі за своєю фізичною природою поділяють на механічні та електромагнітні. Механічна хвиля - це процес поширення механічних коливань у пружному середовищі. Прикладом найпоширеніших механічних хвиль є звук, хвилі на поверхні рідин. Джерело хвилі - це коливальна система, яка під час коливань передає частину своєї енергії в навколишнє середовище. Ця передача має місце, коли частинки навколишнього пружного середовища беруть участь у коливальному процесі джерела.Якщо джерело хвиль знаходиться в пружному середовищі, що займає досить велику частину простору, тобто в суцільному середовищі (твердому тілі, рідині або газі), всі точки якого між собою пружно зв'язані, то збудження коливань частинок біля джерела зумовлює вимушені коливання сусідніх частинок, ті, в свою чергу, збуджують коливання наступних тощо.
21. Будь-які коливання в системах — це процеси з багаторазовим періодичним повторенням певних станів системи. Крім механічних, можуть реалізовуватись коливання особливого типу, які називаються електромагнітними (чи просто електричними). Електромагнітні коливання — це періодичні перетворення енергії електричного поля на енергію магнітного поля і навпаки, які супроводжуються повторюваною зміною параметрів електричного кола (заряду, напруги, сили струму). Електричне коло, в якому можуть відбуватись такі перетворення енергії, називається коливальним контуром.
Колива́льний ко́нтур або коливний контур — електричне коло, складене з резистора, ємності та індуктивності, в якому можливі коливання напруги й струму. Коливальні контури широко застосовуються в радіотехніці та електроніці, зокрема в генераторах електричних коливань, в частотних фільтрах. Вони використовуються практично в кожному електротехнічному пристрої.
22. Змі́нний струм — електричний струм, сила якого періодично змінюється з часом.
Здебільшого коливання струму відбуваються за гармонічним законом
,
де 
— амплітуда струму, 
— частота,
— фаза струму.
Змінний струм
виникає в електричному
колі зі змінною
напругою.
Коливання напруги відбуваються
за подібним законом, проте, в загальному
випадку із зсувом фази 
Перевагою змінного струму є те, що його легше виробляти й передавати до споживача. Постійний струм можна отримати зі змінного за допомогою випрямлення.
Діючим значенням сили струму називається сила постійного струму, завдяки якій у провіднику виділяється за однаковий час така ж сама кількість теплоти, що і змінним струмом. Знайти діюче значення сили струму можна як відношення амплітудного значення сили струму до квадратного кореня із двох.
Діюче значення напруги також у корінь із двох менше від його амплітудного значення.
23.
Ідеальний
газ -
це газ, в якому молекули можна вважати
матеріальними точками, а силами притягання
й відштовхування між молекулами можна
знехтувати. У природі такого газу не
існує, але близькими за властивостями
можна вважати реальні розріджені гази,
тиск в яких не перевищує 200 атм і які
перебувають при не дуже низькій
температурі, оскільки відстань за таких
умов між молекулами набагато перевищує
їх розміри. Нехай всередині посудини,
площа стінки якої S міститься
ідеальний одноманітний газ з молекулами
масою m0 кожна,
які хаотично рухаються зі швидкостями 
.
24. Пе́рший зако́н термодина́міки — одне з основних положень термодинаміки, є, по суті, законом збереження енергії у застосуванні до термодинамічних процесів. Перший закон термодинаміки сформульований в середині 19 століття в результаті робіт Саді Карно, Юліуса фон Маєра, Джеймса Прескотта Джоуля і Германа фон Гельмгольца. Перший початок термодинаміки часто формулюють як неможливість існування вічного двигуна 1-го роду, який здійснював би роботу, не черпаючи енергію з якого-небудь джерела.
За допомогою першого закону термодинаміки можна робити важливі висновки про характер процесів, що відбуваються. Розрізняють різні процеси, під час перебігу яких одна з фізичних величин залишається незмінною (ізопроцеси).
Якщо термодинамічною системою є ідеальний газ і його об'єм не змінюється, (ізохорний процес), то A' = 0, а зміна внутрішньої енергії, згідно (3.2.5) дорівнюватиме кількості теплоти:
DU = Q.
Ізотермічний процес. Якщо T = const внутрішня енергія системи не змінюється. Уся передана газу кількість теплоти витрачається на виконання роботи над зовнішніми тілами:
Q = A
Ізобарний процес. Кількість теплоти Q, передана газу за сталого тиску, витрачається на зміну його внутрішньої енергії і на виконання ним роботи над зовнішніми тілами:
Q = DU + A
Адіабатний процес - процес, що відбувається в теплоізольованій системі (немає обміну енергією із зовнішніми тілами). При цьому Q = 0 і змінити внутрішню енергію системи можна лише за рахунок виконання над нею роботи:
DU = A
25. Теплови́й двигу́н — машина для перетворення теплової енергії в механічну роботу. Тепловий двигун і є посередником між нагрівачем і холодильником. Основним елементом теплового двигуна є робоча речовина. Робоча речовинаотримує тепло від нагрівача, переходить до холодильника і віддає там частину цього тепла. Охолоджена робоча речовина повертається до нагрівача, і так починається наступний цикл. В залежності від того в яких умовах відбувається отримання і передача тепла виділяють різні робочі цикли теплових двигунів. Вводять поняття коефіцієнта корисної дії (ККД) — частка теплової енергії перетворена у механічну енергію.
Другий початок термодинаміки - фізичний принцип, який накладає обмеження на напрям процесів передачі тепла між тілами.
Другий початок термодинаміки говорить, що неможливий мимовільний перехід тепла від тіла, менш нагрітого, до тіла, більш нагрітого.
Другий початок термодинаміки забороняє так звані вічні двигуни другого роду, показуючи що коефіцієнт корисної дії не може дорівнювати одиниці, оскільки для кругового процесу температура холодильника не повинна дорівнювати 0.
Другий початок термодинаміки є постулатом, не доводимо в рамках термодинаміки. Воно було створене на основі узагальнення дослідних фактів і отримало численні експериментальні підтвердження.
26. Теплові машини — машини призначені для перетворення внутрішньої енергії палива на механічну енергію. Механічна енергія згодом може перетворитись на електричну енергію й будь-які інші види енергії. У більшості сучасних теплових машин механічну роботу здійснює газ, що розширюється в процесі нагрівання. Цей газ називають робочим тілом. Найбільш поширеними тепловими машинами є теплові двигуни. Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД 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 назван в честь французского военного инженера Сади Карно, который впервые его исследовал в 1824 году.
Одним из важных свойств цикла Карно является его обратимость: он может быть проведён как в прямом, так и в обратном направлении, при этомэнтропия адиабатически изолированной (без теплообмена с окружающей средой) системы не меняется.
27. Реа́льний газ (рос.реальный газ; англ. real gas, нім. reales Gas n, Realgas n) — газ, для якого термічне рівняння стану є відмінним від Клапейрона-Менделєєва.
На формі залежностей між його параметрами відбивається те, що молекули його взаємодіють між собою та займають певний об'єм.
Стан реального газу часто при вирішенні задач технічного характеру описують узагальненим рівнянням Клапейрона-Менделєєва (технічним рівнянням стану реального газу):
де p — тиск;
T — температура;
Zr = Zr (p,T) — коефіцієнт стисливості газу;
R — універсальна газова стала;
n —
кількість газу в молях, 
( m —
маса газу; μ —
молярна маса газу);
Рівняння Ван дер Ваальса — модельне рівняння стану неідеального газу.
.
де P — тиск, V — об'єм, N — число молекул, T — температура, kB — стала Больцмана, a та b — характерні для кожного реального газу сталі, які будуть визначені нижче.
Рівняння ван дер Ваальса описує збільшення тиску при зменшенні об'єму розріджених газів, перенасичену пару, перегріту рідину, різке зменшення стисливості в рідкій фазі. Рівняння ван дер Ваальса визначає також критичну температуру, вище якої газ не зріджується при жодному тиску. Фактично рівняння Ван дер Ваальса описує різницю між станом реального таідеального газів.