Тела, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковые температуры.

БИЛЕТ № 16

1. Масса и размеры молекул. Тепловое движение. Абсолютная температура, как мера средней кинетической энергии частиц.

Размер молекулы О₂ = 4∙10^-10 м, объём молекулы О₂ = 10^-20 м³.

Атом – наименьшая частица данного химического элемента.

Молекула – наименьшая устойчивая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами.

Единичная атомная масса m₀ = 1/12m_0C = 1,66∙10^-27 кг.

М_r – относительная молекулярная масса

M_r = m_мол/m₀

A_r – относительная атомная масса

A_r = m_ат/m₀

Количество вещества – это отношение числа N молекул (атомов) в данном макроскопическом теле к числу N_А атомов в 0,012 кг углерода:

ν = N/N_A

Количество вещества выражают в молях.

Моль – количество вещества, содержащего столько же молекул (атомов), сколько содержится молекул (атомов) в 0,012 кг углерода.

Моль любого вещества содержит, по определению, одинаковое число молекул (атомов). Это число называют постоянной Авогадро.

N_A = 6,02∙10²³ моль^-1.

Молярная масса М – масса одного моля вещества:

М = m_мол∙N_A

Молярная масса выражается в кг/моль.

М = m/ν

Моль при нормальных условиях занимает объём V₀ = 22,4∙10^-3 м³.

В 1м³ любого газа при нормальных условиях содержится одинаковое число молекул:

N_Л = N_A/V₀ = 2,7∙10²⁷ м^-3.

N_Л – постоянная Лошмидта.

Температура - это физическая величина, которая характеризует степень нагретости тел.

Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением.

Кинетическая энергия теплового движения растет с возрастанием температуры. При низких температурах средняя кинетическая энергия молекулы может оказаться небольшой. В этом случае молекулы конденсируются в жидкое или твердое вещество; при этом среднее расстояние между молекулами будет приблизительно равно диаметру молекулы. При повышении температуры средняя кинетическая энергия молекулы становится больше, молекулы разлетаются, и образуется газообразное вещество.

Понятие температуры тесно связано с понятием теплового равновесия. Тела, находящиеся в контакте друг с другом, могут обмениваться энергией. Энергия, передаваемая одним телом другому при тепловом контакте, называется количеством теплоты.

Рассмотрим пример. Если положить нагретый металл на лед, то лед начнет плавится, а металл – охлаждаться до тех пор, пока температуры тел не станут одинаковыми. При контакте между двумя телами разной температуры происходит теплообмен, в результате которого энергия металла уменьшается, а энергия льда увеличивается.

Энергия при теплообмене всегда передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. В конце концов, наступает состояние системы тел, при котором теплообмен между телами системы будет отсутствовать. Такое состояние называют тепловым равновесием.

Тепловое равновесие– это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными.

Температура– это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии. Возможность введения понятия температуры следует из опыта и носит название нулевого закона термодинамики.

Электромагнитное поле

Это особая форма материи — совокупность электрических и магнитных полей.

Переменные электрические и магнитные поля существуют одновременно и образуют единое электромагнитное ноле.

При скорости заряда, равной нулю, существует только электрическое поле.	При постоянной скорости заряда возникает электро­магнитное поле.	При ускоренном движении заряда происходит излучение электромагнитной волны, которая распространяется в пространстве с конечной скоростью.

Электромагнитная волна

И зменяющееся во времени и распространяющееся в пространстве (вакууме) электромагнитное поле со скоростью 3∙10⁸м/с образует электромагнитную волну.

Конечная скорость распространения электромагнитного поля приводит к тому, что электромагнитные колебания в пространстве распространяются в виде волн.

Электромагнитная волна поперечна.

Н аправление скорости электромагнитной волны совпадает с направлением движения правого винта при повороте ручки буравчика вектора к вектору .

Значения векторов и совпадают по фазе (вдалиoт антенны).

Главное условие возникновения электромагнитной волны — ускоренное движение электрических зарядов.

Электромагнитные волны были открыты Г. Герцем (1887).

З акрытый колебательный контур электромагнитных волн не излучает. Используя открытый колебательный контур, Г. Герц экспериментально получил электромагнитную волну и определил ее длину.

З ная частоту, нашел скорость электромагнитной волны: ,v= 3∙10⁸м/с.

Г. Герц блестяще подтвердил теорию Дж. Максвелла. Длина волны равна:

.

Свойства волны

1.Отражение, преломление, интерференция, дифракция, поляризация.

2.Давление на вещество.

3.Поглощение средой.

4.Конечная скорость распространения в вакуумеc.

5.Вызывает явление фотоэффекта.

6.Скорость в среде убывает.

БИЛЕТ № 16

1. Масса и размеры молекул. Тепловое движение. Абсолютная температура, как мера средней кинетической энергии частиц.

Размер молекулы О₂ = 4∙10^-10 м, объём молекулы О₂ = 10^-20 м³.

Атом – наименьшая частица данного химического элемента.

Молекула – наименьшая устойчивая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами.

Единичная атомная масса m₀ = 1/12m_0C = 1,66∙10^-27 кг.

М_r – относительная молекулярная масса

M_r = m_мол/m₀

A_r – относительная атомная масса

A_r = m_ат/m₀

Количество вещества – это отношение числа N молекул (атомов) в данном макроскопическом теле к числу N_А атомов в 0,012 кг углерода:

ν = N/N_A

Количество вещества выражают в молях.

Моль – количество вещества, содержащего столько же молекул (атомов), сколько содержится молекул (атомов) в 0,012 кг углерода.

Моль любого вещества содержит, по определению, одинаковое число молекул (атомов). Это число называют постоянной Авогадро.

N_A = 6,02∙10²³ моль^-1.

Молярная масса М – масса одного моля вещества:

М = m_мол∙N_A

Молярная масса выражается в кг/моль.

М = m/ν

Моль при нормальных условиях занимает объём V₀ = 22,4∙10^-3 м³.

В 1м³ любого газа при нормальных условиях содержится одинаковое число молекул:

N_Л = N_A/V₀ = 2,7∙10²⁷ м^-3.

N_Л – постоянная Лошмидта.

Температура - это физическая величина, которая характеризует степень нагретости тел.

Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением.

Кинетическая энергия теплового движения растет с возрастанием температуры. При низких температурах средняя кинетическая энергия молекулы может оказаться небольшой. В этом случае молекулы конденсируются в жидкое или твердое вещество; при этом среднее расстояние между молекулами будет приблизительно равно диаметру молекулы. При повышении температуры средняя кинетическая энергия молекулы становится больше, молекулы разлетаются, и образуется газообразное вещество.

Понятие температуры тесно связано с понятием теплового равновесия. Тела, находящиеся в контакте друг с другом, могут обмениваться энергией. Энергия, передаваемая одним телом другому при тепловом контакте, называется количеством теплоты.

Рассмотрим пример. Если положить нагретый металл на лед, то лед начнет плавится, а металл – охлаждаться до тех пор, пока температуры тел не станут одинаковыми. При контакте между двумя телами разной температуры происходит теплообмен, в результате которого энергия металла уменьшается, а энергия льда увеличивается.

Энергия при теплообмене всегда передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. В конце концов, наступает состояние системы тел, при котором теплообмен между телами системы будет отсутствовать. Такое состояние называют тепловым равновесием.

Тепловое равновесие– это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными.

Температура– это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии. Возможность введения понятия температуры следует из опыта и носит название нулевого закона термодинамики.

Тела, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковые температуры.

Для измерения температур чаще всего используют свойство жидкости изменять объем при нагревании (и охлаждении).

Прибор, с помощью которого измеряется температура, называется термометр.

Для создания термометра необходимо выбрать термометрическое вещество (например, ртуть, спирт) и термометрическую величину, характеризующую свойство вещества (например, длина ртутного или спиртового столбика). В различных конструкциях термометров используются разнообразные физические свойства вещества (например, изменение линейных размеров твердых тел или изменение электрического сопротивления проводников при нагревании). Термометры должны быть откалиброваны. Для этого их приводят в тепловой контакт с телами, температуры которых считаются заданными. Чаще всего используют простые природные системы, в которых температура остается неизменной, несмотря на теплообмен с окружающей средой – это смесь льда и воды и смесь воды и пара при кипении при нормальном атмосферном давлении.

Обыкновенныйжидкостный термометрсостоит из небольшого стеклянного резервуара, к которому присоединена стеклянная трубка с узким внутренним каналом. Резервуар и часть трубки наполнены ртутью. Температуру среды, в которую погружен термометр определяют по положению верхнего уровня ртути в трубке. Деления на шкале условились наносить следующим образом. Цифру 0 ставят в том месте шкалы, где устанавливается уровень столбика жидкости, когда термометр опущен в тающий снег (лед), цифру 100 – в том месте, где устанавливается уровень столбика жидкости, когда термометр погружен в пары воды, кипящей при нормальном давлении (10⁵ Па). Расстояние между этими отметками делят на 100 равных частей, называемых градусами. Такой способ деления шкалы введен Цельсием. Градус по шкале Цельсия обозначают ºС.

По температурной шкале Цельсия точке плавления льда приписывается температура 0 °С, а точке кипения воды – 100 °С. Изменение длины столба жидкости в капиллярах термометра на одну сотую длины между отметками 0 °С и 100 °С принимается равным 1 °С.

В ряде стран (США) широко используется шкала Фаренгейта (T_F), в которой температура замерзающей воды принимается равной 32 °F, а температура кипения воды равной 212 °F. Следовательно,

Ртутные термометры применяют для измерения температуры в области от -30 ºС до +800 ºС. Наряду с жидкостнымиртутными и спиртовыми термометрами применяются электрические и газовые термометры.

Электрический термометр – термосопротивление –в нем используется зависимость сопротивления металла от температуры.

Особое место в физике занимают газовые термометр, в которых термометрическим веществом является разреженный газ (гелий, воздух) в сосуде неизменного объема (V = const), а термометрической величиной – давление газа p. Опыт показывает, что давление газа (при V = const) растет с ростом температуры, измеренной по шкале Цельсия.

Чтобы проградуировать газовый термометр постоянного объема, можно измерить давление при двух значениях температуры (например, 0 °C и 100 °C), нанести точки p₀ и p₁₀₀ на график, а затем провести между ними прямую линию. Используя полученный таким образом калибровочный график, можно определять температуры, соответствующие другим значениям давления.

Газовые термометры громоздки и неудобны для практического применения: они используются в качестве прецизионного стандарта для калибровки других термометров.

Показания термометров, заполненных различными термометрическими телами, обычно несколько различаются. Чтобы точное определение температуры не зависело от вещества, заполняющего термометр, вводится термодинамическая шкала температур.

Чтобы её ввести, рассмотрим, как зависит давление газа от температуры, когда его масса и объём остаются постоянными.