Внутренняя энергия и работа газа.

Каждое тело имеет вполне определенную структуру, оно состоит из частиц, которые хаотиче­ски движутся и взаимодействуют друг с другом, по­этому любое тело обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия — это величина, характери­зующая собственное состояние тела, т. е. энергия хаотического (теплового) движения микрочастиц си­стемы (молекул, атомов, электронов, ядер и т. д.) и энергия взаимодействия этих частиц. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа определяется по формуле U=3/2• т/М • RT.

Внутренняя энергия тела может изменяться только в результате его взаимодействия с другими телами. Существуют два способа изменения внутрен­ней энергии: теплопередача и совершение механи­ческой работы (например, нагревание при трении или при сжатии, охлаждение при расширении).

Теплопередача — это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым. Теплопере­дача бывает трех видов: теплопроводность (непо­средственный обмен энергией между хаотически движущимися частицами взаимодействующих тел или частей одного и того же тела); конвекция (перенос энергии потоками жидкости или газа) и излуче­ние (перенос энергии электромагнитными волнами). Мерой переданной энергии при теплопередаче яв­ляетсяколичество теплоты (Q).

При изобарном нагревании газ совершает ра­боту над внешними силами Α' = p(V₁-V₂) = pΔV, где

V₁, и V₂ — начальный и ко­нечный объем газа. Если про­цесс не является изобарным, величина работы может быть определена площадью фигу­ры, заключенной между ли­нией, выражающей зависи­мость p(V) и начальным и ко­нечным объемом газа.

3.Решите задачу: индуктивность колебательного контура 500 мкГн. Требуется настроить этот контур на частоту 1 МГц. Какой емкости конденсатор надо выбрать?

Решение: из формулы для вычисления частоты колебаний в контуре ω =1/√LC, выразив ёмкость, получаем С=2 пФ.

Билет №7

1. Механические волны. Свойства механических волн. Длина волны.

Среда называется упругой, если она состоит из частиц, взаимодействующих друг с другом .К таким средам относятся твердые тела, жидкости, газы и плазма. Если в упругой среде заставить совершать колебания одну (или несколько частиц), то это вызовет колебание соседних частиц,

т. е. колебание (возмущение) начнет распространяться в среде. Процесс распространения механических колебаний в упругой среде называют механической волной.

Основные свойства волн:

1. Волна не переносит вещество, но переносит энергию.

2. Волны имеют конечную скорость.

3. Механические волны не могут распространятся в вакууме.

4. В однородной среде волны распространяются прямолинейно.

5. Волны могут огибать препятствия ( дифракция)

6. Волны могут отражаться от больших препятствий

7. Волны, встречаясь могут усиливать и ослаблять друг друга ( интерференция)

Два вида волн: поперечные и продольные.

Если направление колебаний частиц среды перпендикулярно направлению распространения волны,

то такая волна называется поперечной. Такие волны возникают только в твердых телах, т. к. для их возникновения необходима деформация сдвига, которая происходит только в твердом теле.

Они возникают и на поверхности жидкостей за счет сил поверхностного натяжения.

Например: волна на поверхности воды.

Если направление колебаний частиц среды совпадает с направлением распространения волны,

то такая волна называется продольной. Такие волны возникают во всех упругих средах, т к. для их возникновения необходима деформация растяжения и сжатия, которая происходит во всех упругих средах. Скорость распространения продольных волн в твердых телах больше, чем

поперечных. Это используют для определения эпицентра землетрясений. Сначала на сейсмостанцию приходит продольная волна, а потом поперечная. По времени запаздывания определяют расстояние

до эпицентра.

Основные характеристики волн:

1. Т – период волны – время, за которое данная частица среды совершит одно полное колебание.

2. ν = 1/Т – частота волны, показывает сколько полных колебаний совершит данная частица

среды за 1 секунду.

3. λ – длина волны – это расстояние, которое волна проходит за время, равное периоду или расстояние между ближайшими точками волны, в которых частицы колеблются синфазно.

v = λ/T = λν – скорость волны.

При переходе волны из одной среды в другую меняется её длина, скорость, а частота волны остаётся неизменной.