Без совершения работы нельзя отбирать теплоту от менее нагретого тела и отдавать ее более нагретому.

37.Реальным газом называется газ, в котором молекулы имеют конечные размеры (их объем отличен от нуля) и между ними действуют силы межмолекулярного взаимодействия: силы притяжения и силы отталкивания. На рис. 3.5,а приведены графические зависимости сил молекулярного взаимодействия от расстояния между центрами масс молекул

Уравнение Ван-дер-Ваальса

Фазовые превращения

• I рода: жидкость ↔ газ;

газ ↔ твердая фаза;

жидкость ↔ твердая фаза.

Фазовый переход I рода сопровождается выделением/поглощением тепла.

• II рода: твердая фаза ↔ твердая фаза;

резистивное состояние ↔ сверхпроводящее состояние;

обычная жидкость ↔ сверхтекучая жидкость.Эффект Джоуля-Томпсона

Процесс прохождения газа через пористую перегородку

называется дросселированием. Процесс дросселирования необратим и сопровождается возрастанием энтропии. Для идеального газа дросселирование не приводит к изменению его температуры, а для реального газа - приводит. Изменение температуры газа при дросселировании, называется эффектом Джоуля-Томсона

38.Закон сохранения энергии

Закон Кулона

- основной закон электростатики.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ - важнейшая эл--динамич. характеристика среды (газа, жидкости, твёрдого тела, нейтронного вещества), частицы к-рой обладают зарядом или магн. моментом; понятие Д. п. иногда распространяют и на непротяжённые системы (атом, ядро, нуклоны). Д. п. описывает как внутр. свойства среды (спектр возбуждений, взаимодействие частиц), так и результат воздействия на неё внеш. зарядов или токов (неупругое рассеяние заряж. частиц, прохождение эл--магн. волн). Д. п. содержится в материальных ур-ниях, к-рые дополняют систему Максвелла уравнений, делая её замкнутой.Определение и общие свойства. В простейшем статич. случае Д. п. (наз. также статич. Д. п.) показывает, во сколько раз уменьшится кулоновское взаимодействие зарядов, не испытывающих обратного влияния среды, при переносе их из вакуума в данную среду (см.Кулона закон). Одновременно Д. п. связывает материальным ур-нием электрич. индукцию D с напряжённостью E электрич. поля в среде (см. Диэлектрики). Величина статич. Д. п. меняется от значений близких к 1 (в системе СГСЕ) для газов до 10⁴ для нек-рых сегнето-электриков (табл.). Она зависит от структуры вещества и внеш. условий, напр. темп-ры T..Электрический заряд и его свойстваЭлектрический заряд и его свойства.Электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда е (е = 1,6×10-19 Кл).Электрон (me=9,11×10-31 кг), и протон(mp= 1,67×10 –27) являются соответственно носителями элементарных отрицательного и положительного зарядов. Эпроводники II-го рода – перенос в них зарядов ведет к химическим изменени-ям(кислоты). Диэлектрики (стекло, пластмассы) – тела, в которых практически отсутствуют свободные заряды . Полупроводники – занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками(кремний, германий).
единица эл. заряда – Кл, производная единица, т.к. определяется через ток. 1 Кл – эл. заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1с.З-н Кулона. Точечным наз-ся заряд, сосредоточенный на теле, линейные разме-ры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заря-женных тел, с которыми он взаимодействует.
сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами, нахо-дящимися в вакууме, пропорциональна зарядам q1 и q2 и обратно пропорцио-нальна квадрату расстояния r между ними:
k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц.

39.Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующаяэлектрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный^[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда :

.

электрическое поле. В соответствии с теорией близкодействия, утверждающей, что силовые взаимодействия между телами осуществляются через посредство особой материальной среды, окружающей взаимодействующие тела и передающей любые изменения таких взаимодействий в пространстве с конечной скоростью, таким агентом является электрическое поле.

Принцип суперпозиции.Напряжённость поля, создаваемого системой неподвижных точечных зарядов q₁, q₂, q₃, , q_n, равна векторной сумме напряжённостей электрических полей, создаваемых каждым из этих зарядов в отдельности.

Поле точечного заряда поля, создаваемого точечным зарядом q в однородной изотропной среде на расстоянии r от заряда.Графическое изображение электрического поля.Метод графического изображения электрического поля был предложен английским физиком Майклом Фарадеем. Суть метода заключается в том, что на чертеже изображаются непрерывные линии, которые называют линиями напряженности, или силовыми линиями

40.Потенциал скалярная энергетическая характеристика электростатического поля. П. э. равен отношению потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем к величине этого заряда. Напряжённость электростатического поля Е и потенциал j связаны соотношением: Е= —gradj.

Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом.

E_x dx + E_y dy + E_z dz = d ,

41.Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении точечного заряда Q₀из точки 1 в точку 2 равна разности потенциальных энергий этого заряда в начальной и конечной точках:

Циркуляция вектора напряженности электрического поля.Работа, совершаемая силами электрического поля при перемещении единичногоположительного заряда по замкнутому контуру длиной l, определяется как циркуляция вектора напряженности электрического поля:

Так как для замкнутого пути положения начальной и конечной точек перемещения заряда совпадают, то работа сил электрического поля на замкнутом пути равна нулю, а значит, равна нулю и циркуляция вектора напряженности, т.е.

.

Равенство нулю означает, что силы электрического поля являются силамиконсервативными, а само поле - потенциальным

Потенциальный характер

Fэ=k|q1||q2|/r2=qE (аналогично Fт=Gm1m2/r2=mg),то работа – ее произведение на перемещение A=Fd=qEd, аналогично A=mg(h2-h1),разности потенциальной энергии в поле тяжести.Электрическая работа поля-перемещения заряда равна разности потенциальной энергии заряда между данными точками пространства, не зависит от формы траектории, пути, определяется только положением начальной и конечной точек в поле.

42.Поток вектора напряженности электрического поля

как и для любого векторного поля важно рассмотреть свойства потока электрического поля. Поток электрического поля определяется традиционно.

Выделим малую площадку площадью ΔS, ориентация которой задается единичным вектором нормали n⃗ (рис. 157).

Теорема Гаусса. Из определения потока вектора напряженности сквозь замкнутую поверхность, поток вектора напряженности сквозь сферическую поверхность радиуса r, которая охватывает точечный заряд Q, находящийся в ее центре (рис. 1), равен

Вычисление напряженности поля заряженных сферы и шара с помощью теоремы Гаусса

Рис. 1.8: Вычисление поля симметрично заряженного шара с помощью теоремы Гаусса

С другой стороны, заряд внутри той же сферы равен полному заряду шара Q, если r ≥ a. Приравнивая 4πr2E к умноженному на 4π зарядушара q, получаем:

E(r) = q∕r2 .

Таким образом, во внешнем пространстве заряженный шар создает такое поле, как если бы весь заряд был сосредоточен в его центре. Этот результат справедлив при любом сферически симметричном распределении заряда.

Поле внутри шара равно E(r) = Q∕r2, где Q — заряд внутри серы радиуса r. Если заряд равномерно распределен по объему шара, то Q = q(r∕a)3. В этом случае

E(r) = qr∕a3 = (4π∕3)ρr,

где ρ = q∕(4πa3∕3) — плотность заряда. Внутри шара поле линейно спадает от максимального значения на поверхности шара до нуля в его центре (рис. 1.8).

43.Поляризацией диэлектрика называется процесс приобретения им отличного от нуля макроскопического дипольного момента.

Электрическим диполем называется система из двух равных по величине и противоположных по знаку точечных зарядов +q и –q, расположенных на расстоянии l друг от друга

Электрический момент диполя

. Вектор ,совпадающий по направлению с плечом диполя, называется электрическим моментом диполя