2. Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.
Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.
Для
элементарного количества теплоты
, элементарной работы
и малого приращения
внутренней энергии первый закон
термодинамики имеет вид:
Разделение работы на две части, одна из которых описывает работу, совершённую над системой, а вторая — работу, совершённую самой системой, подчёркивает, что эти работы могут быть совершены силами разной природы вследствие разных источников сил. (dUanddN – полные дифференциалы, ост – нет)
Частные случаи
Рассмотрим несколько частных случаев:
1.Если
, то это означает, что тепло к системе
подводится.
2.Если
, аналогично — тепло отводится.
3.Если
, то система не обменивается теплом с
окружающей средой и называется
адиабатически изолированной.
Обобщая:
в конечном процессе
элементарные количества теплоты могут
быть любого знака. Общее количество
теплоты, которое мы назвали просто
— это алгебраическая сумма количеств
теплоты, сообщаемых на всех участках
этого процесса. В ходе процесса теплота
может поступать в систему или уходить
из неё разными способами.
Первое начало термодинамики:
при изобарном процессе
при изохорном процессе (
)
при изотермическом процессе
Билет №8
Движение тела под действием силы тяжести. 1-ая космическая скорость.
Закон Ома для участка цепи и для полной цепи. Электродвижущая сила.
Первая космическая скорость— скорость, которую необходимо придать объекту, который после этого не будет использовать реактивное движение, чтобы вывести его на круговую орбиту с радиусом, равным радиусу планеты (пренебрегая сопротивлением атмосферы и вращением планеты). Иными словами, первая космическая скорость — это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите.
Вычисление:
mv^2/R = GmM/R^2;
v^2 = GM/R, т.к. g = GM/R^2, тоv^2 = gR.
2. Зако́нО́ма — физический закон, определяющий связь между Электродвижущей силой источника или напряжением с силой тока и сопротивлением проводника. Экспериментально установлен в 1826 году, и назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.
Закон Ома для полной цепи:
Из Закона Ома для полной цепи вытекают следствия:
При r<<R Сила тока в цепи обратно пропорциональна её сопротивлению. А сам источник в ряде случаев может быть назван источником напряжения
При r>>R Сила тока от свойств внешней цепи (от величины нагрузки) не зависит. И источник может быть назван источником тока.
Часто выражение:
Таким образом Электродвижущая сила в замкнутой цепи, по которой течёт ток в соответствии с (2) и (3) равняется:
То есть сумма падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока и на внешней цепи равна ЭДС источника. Последний член в этом равенстве специалисты называют «напряжением на зажимах», поскольку именно его показывает вольтметр, измеряющий напряжение источника между началом и концом присоединённой к нему замкнутой цепи. В таком случае оно всегда меньше ЭДС.
К другой записи формулы (3), а именно:
Применима другая формулировка: «Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.»
Выражение (5) можно переписать в виде:
где коэффициент пропорциональности G назван проводимость или электропроводность. Изначально единицей измерения проводимости был «обратный Ом» — Mо, впоследствии переименованный в Си́менс.
Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.
ЭДС так же, как и напряжение, измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому. Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами тока вне самого источника равна нулю.