![]()
|
|||
Конспект лекций 3 страница· или · · · Тепловые двигатели 1) КПД теплового двигателя 2) Цикл Карно – круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. В данном цикле реализуется максимальная величина КПД теплового двигателя, работающего при заданных значениях температур нагревателя и холодильника. 3) КПД идеальной тепловой машины:
Основы физической кинетики К явлениям переносаотносят необратимые процессы, в результате которых в системе происходит пространственный направленный перенос какой-либо физической величины (электрического заряда, массы, импульса, энергии и т.д.) на основе теплового движения частиц. Основные понятия и определения: 1) общая формула для явлений переноса: 2) уравнение диффузии: 3) уравнение тплопроводности: 4) уравнение вязкости (внутреннего трения): 5) уравнение проводимости: 6)Средняя длина свободного пробега молекул газа: 7) коэффициент диффузии: 8) коэффициент вязкости: 9) коэффициент теплопроводности: Основные формулы и соотношения: Изменение средней длины свободного пробега и коэффициентов переноса от параметров идеального газа при различных изопроцессах в идеальном газе: 10) Изобарический процесс ( Уравнение процесса:
11) Изотермический процесс ( Уравнение процесса:
12) Изохорический процесс ( Уравнение процесса:
Реальные газы. Уравнение Ван – дер - Ваальса. 1)Реальный газ – газ взаимодействующих между собой частиц (молекул); 2) Критическое состояние вещества – предельное состояние равновесия двухфазных систем, в котором обе сосуществующие фазы становятся тождественными по своим свойствам; 3) Критическая точка (в системе жидкость-пар) - является конечной точкой на кривой равновесия. В ней исчезает различие между жидкостью и насыщенным паром. По одну сторону от критической точки вещество однородно (обычно при Т > Тк), а по другую – расслаивается на фазы (жидкость и пар); 4) Критическая температура – температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и паром, находящимися в равновесии; 5) Уравнение Ван-дер-Ваальса: Основные формулы и соотношения: 6) критические параметры вещества: 7) уравнение состояния вещества в критической точке: 8) внутренняя энергия реального газа:
Модуль 3: Электричество Электростатика Основные понятия и определения: 1) Электрический заряд характеризует способность тел вступать в электромагнитные взаимодействия, его величина определяет интенсивность этих взаимодействий; 2) Свойства электрического заряда: · Существуют два типа электрических зарядов, получивших название «+» и «-» · Разноименные заряды притягиваются, одноименные отталкиваются. · Дискретность электрического заряда: Заряды всех тел и частиц, вступающих в электромагнитные взаимодействия, состоят из целого числа минимальных зарядов: · Закон сохранения электрического заряда: Для замкнутой системы: · Лоренц инвариантность электрического заряда: величина и знак электрического заряда одинаковы во всех И.С.О. 3) Относительная диэлектрическая проницаемость ε среды 4) Вектор напряженности ( 5) Потенциал электростатического поля (φ) - скалярная физическая величина, являющаяся энергетической характеристикой поля и равная отношению потенциальной энергии пробного заряда, помещенного в данную точку поля, к величине этого заряда. 6) Принцип суперпозиции электростатических полей: вектор напряженности
7) Силовые линии электростатического поля Для графического изображения электростатических полей используют линии вектора 8) Эквипотенциальная поверхность – это поверхность равного потенциала, в каждой точке поверхности потенциал φ будет одинаковым. Поэтому элементарная работа по перемещению заряда q по такой поверхности будет равна нулю: dA=-dqφ=0. Из этого следует, что вектор 9) Закон Кулона – силы, с которыми взаимодействуют два неподвижных точечных заряда в вакууме направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды, прямо пропорциональны произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними – Поле точечного заряда: 10) формулы для
11) Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов:
Рабата поля. Теорема о циркуляции вектора 12)Работа сил электрического поля: 13) Разность потенциалов: 14) Циркуляция вектора
15) Теорема о циркуляции вектора
18) Формула связи вектора Теорема Гаусса 1) Поток вектора
2) Теорема Гаусса для вектора
физический смысл теоремы Гаусса для вектора Примеры расчета электрических полей 3) поверхностная плотность заряда σ – заряд, приходящийся на единицу площади поверхности: 4) линейная плотность τ заряда – заряд, приходящийся на единицу длины:
5) Формулы для
6) Формулы для 7) Формулы для
Электроемкость. Конденсаторы 1) Электроемкость проводника характеризует его способность накапливать заряды и зависит только от геометрических размеров проводника и диэлектрических свойств окружающей среды, т.е. от 2) Электроемкость металлического шара (сферы): 3) Электроемкость плоского конденсатора: 4) Энергия заряженного проводника: 5) Энергия заряженного конденсатора:
Энергия электрического поля 1) объемная плотность энергии электростатического поля
2) энергия электростатического поля в любом конечном объеме V пространства
Электрический диполь 1) Электрический диполь – электронейтральная система близко расположенных двух одинаковых по величине и противоположных по знаку точечных зарядов, отстоящих друг от друга на расстояние l. 2) Дипольный момент - вектор, направленный по прямой от заряда (+q) к заряду (-q), т.е. по оси диполя, и равный по модулю произведению модуля одного из зарядов на расстояние l между ними : 3) Формулы для
4) Потенциальная энергия диполя в электрическом поле:
5) формула для проекции на ось Ох силы Электрическое поле в веществе 1) Напряженность электрического поля в веществе ( 2) некомпенсированные связанные заряды 3) Вектор поляризации (поляризованность) (
4) Формула связи 5) Вектор электрического смещения (электрической индукции) 6) Формула связи характеристик, вводимых для описания электрического поля в присутствии диэлектрика: Диэлектрики · Неполярный диэлектрик – диэлектрик молекулы которого не имеют собственного дипольного момента (на пример вещества с одноатомной молекулой: атомарный водород, гелий и т.д.) Во внешнем электрическом поле происходит смещение зарядов неполярных молекул, они становятся диполями и приобретают индуцированные дипольные моменты. · Полярный диэлектрик – диэлектрик, молекулы которого имеют собственного дипольного момента (на пример вода и т.д.) В отсутствие электрического поля за счет теплового движения молекул их дипольные моменты · Сегнетоэлектрики – диэлектрики обладающие самопроизвольной (спонтанной) поляризацией в отсутствие внешнего электрического поля. Она может существенно изменяться под влиянием различных внешних факторов. Отметим ряд необычных свойств сегнетоэлектриков. Относительная диэлектрическая проницаемостьсегнетоэлектриков может достигать нескольких тысяч единиц, тогда как у обычных диэлектриков она достигает несколько сотен единиц. Между молекулами сегнетоэлектрика существует взаимодействие, которое приводит к параллельной ориентации дипольных моментов молекул в макроскопических областях, называемых доменами. Направление дипольных моментов молекул в разных доменах разное, поэтому в отсутствие электрического поля вектор поляризации сегнетоэлектрика равен нулю.
Электрический ток Основные понятия и определения: 1) Электрический ток упорядоченное движение заряженных частиц, причем за направление тока принимают направление движения положительных зарядов; 2) Сила тока I – скалярная физическая величина численно равная величине электрического заряда, переносимого через поперечное сечение проводника в единицу времени: 3) Вектор плотности тока 4) Формула связи силы тока и плотности тока: 5) Формула связи вектора плотности тока и средней скорости направленного движения < 6) Сторонние силы – это силы некулоновского происхождения, они совершают работу по разделению разноименных зарядов и переводят заряд (+q) от отрицательного полюса источника тока к его положительному полюсу. 7) Электродвижущая сила (ЭДС) источника тока (
8) ЭДС равна циркуляции вектора напряженности сторонних сил по произвольному замкнутому контуру. Это свидетельствует о том, что поле сторонних сил в отличие от электростатического поля не является потенциальным. 9) Напряжение U: 10) Однородным участком электрической цепи называют участок, на котором направленное движение зарядов происходит под действием только кулоновских сил. Для однородного участка цепи напряжение U совпадает с разностью потенциалов ( 11) Неоднородный участок цепи - участок цепи, на котором одновременно действуют и сторонние и кулоновские силы. Закон Ома Для однородного участка цепи сила тока I прямо пропорциональна напряжению U, приложенному к нему, и обратно пропорциональна сопротивлению R этого участка цепи: Для неоднородного участка цепи: Для замкнутой цепи: 1) удельное сопротивление r проводника : 2) зависимость удельного сопротивления проводника от температуры:
3) температурный коэффициент сопротивления a: Закон Джоуля-Ленца в интегральной Правила Кирхгофа Первое – алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю: Второе – алгебраическая сумма падений напряжения на разных участках замкнутой цепи, равна алгебраической сумме э.д.с., действующих в этой цепи:
Модуль 4: Магнетизм Магнитостатика Основные понятия и определения: 1) Силы электрического и магнитного взаимодействия зарядов в системе отсчета К:
2) Магнитное поле движущегося заряда, вектор магнитной индукции:
3) Сила Лоренца: 4) Элемент тока: 5) Закон Био-Савара- Лапласа: 6) Силовые линии магнитного поля (линии вектора магнитной индукции) – линии, которые проводятся так, чтобы в каждой точке линии вектор 7) Закон Ампера:
Направление силы Ампера удобно определять по правилу левой руки, 8) Принцип суперпозиции для вектора магнитной индукции Вектор индукции магнитного поля, созданного суммой токов, равен векторной сумме индукций магнитных полей, созданных каждым током в отдельности: 9) Магнитная проницаемость – скалярная безразмерная физическая величина, показывающая во сколько раз вектор магнитной индукции в однородной среде отличается от вектора магнитной индукции в той же точке пространства в вакууме. Примеры магнитных полей проводников с электрическим током 1) Индукция магнитного поля прямолинейного проводника конечной длины с током I. 2) Индукция магнитного поля бесконечно длинного прямолинейного проводника стоком I: 3) Индукция магнитного поля в центре кольцевого тока: 4) Индукция магнитного поля на оси кольцевого тока:
Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля Циркуляция вектора
где Теорема Гаусса для вектора индукции магнитного поля Поток вектора индукции магнитного поля через произвольную замкнутую поверхность равен нулю:
|
|||
|