Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Моме́нт и́мпульса (кинетический момент, угловой момент, орбитальный момент, момент количества движения) характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение^[1

Замечание: момент импульса относительно точки — это псевдовектор, а момент импульса относительно оси — псевдоскаляр.

Момент импульса {\displaystyle \mathbf {L} } материальной точки относительно некоторого начала отсчёта определяется векторным произведением её радиус-вектора и импульса:

L= r x p

Так как момент импульса определяется векторным произведением, он является псевдовектором, перпендикулярным обоим векторам {\displaystyle ~\mathbf {r} } и {\displaystyle ~\mathbf {p} }. Однако, в случаях вращения вокруг неизменной оси, бывает удобно рассматривать не момент импульса как псевдовектор, а его проекцию на ось вращения как скаляр, знак которого зависит от направления вращения.

L= r *p*sina

№10

Частный случай: два тепловых резервуара

Энтропия – это такая функция состояния системы, бесконечно малое изменение которой в обратимом процессе равно отношению бесконечно малого количества теплоты, введенного в этом процессе, к температуре, при которой оно вводилось.

В конечном обратимом процессе изменения энтропии может быть подсчитано по формуле:

При стремлении температуры любой равновесной термодинамической системы к абсолютному нулю ее энтропия стремится к некоторой универсальной постоянной величине, значение которой не зависит от каких-либо термодинамических параметров системы и может быть принято равной нулю:

.

№11

№12

Холодильные машины осуществляют процесс переноса тепла от источников с более низким температурным уровнем {\displaystyle t_{2}} к источникам более высоким температурным уровнем {\displaystyle Q_{1}}. Для осуществления этого процесса, называемого термокомпрессией, затрачивается подводимая внешняя работа:

Тепловые двигатели осуществляют превращение тепла в работу. Для функционирования тепловой машины необходимы следующие составляющие: нагреватель, холодильник и рабочее тело. При этом тепло к рабочему телу подводится от нагревателя, имеющего более высокую температуру {\displaystyle t_{1}}, и частично отводится к холодильнику, имеющего более низкую температуру {\displaystyle t_{2}}. Необходимость наличия нагревателя и рабочего тела обычно не вызывает сомнений, что же касается холодильника, как конструктивной части тепловой машины, то он может отсутствовать. В этом случае его функцию выполняет окружающая среда.

Работа, произведённая тепловым двигателем, согласно первому началу термодинамики равна разности количеств тепла подведённого {\displaystyle Q_{1}} и отведённого {\displaystyle Q_{2}}:

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов, которые могут происходить втермодинамических системах.

• Постулат Клаузиуса: «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому» ^[1] (такой процесс называется процессом Клаузиуса).

• «Энтропия изолированной системы не может уменьшаться» (закон неубывания энтропии).

Такая формулировка основывается на представлении об энтропии как о функции состояния системы, что также должно быть постулировано.

Второе начало термодинамики в аксиоматической формулировке Рудольфа Юлиуса Клаузиуса (R. J. Clausius, 1865) имеет следующий вид^[2]:

Для любой квазиравновесной термодинамической системы существует однозначная функция термодинамического состояния {\displaystyle S=S(T,x,N)}, называемая энтропией, такая, что её полный дифференциал {\displaystyle dS=\delta Q/T}.

В состоянии с максимальной энтропией макроскопические необратимые процессы (а процесс передачи тепла всегда является необратимым из-за постулата Клаузиуса) невозможны.

Теорема Карно — теорема о коэффициенте полезного действия (КПД) тепловых двигателей. Согласно этой теореме, КПД цикла Карно не зависит от природы рабочего тела и конструкции теплового двигателя и является функцией температур нагревателя и холодильника.

№13

№14

№15

№16

№17

№18

Агрега́тное состоя́ние вещества (лат. aggrego 'присоединяю') — состояние одного и того же вещества в определённом интервалетемператур и давлений, характеризующееся определёнными, неизменными в пределах указанных интервалов, качественными свойствами:

• способностью (твёрдое тело) или неспособностью (жидкость, газ, плазма) сохранять объём и форму,

• наличием или отсутствием дальнего (твёрдое тело) и ближнего порядка (жидкость), и другими свойствами.

Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других физических величин.^[1]

Фазовый переход[править | править вики-текст]

Основная статья: Фазовый переход

Переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. С точки зрения движения системы по фазовой диаграмме при изменении её интенсивных параметров (температуры, давления и тому подобное), фазовый переход происходит, когда система пересекает линию, разделяющую две фазы. Поскольку разные термодинамические фазы описываются различными уравнениями состояния, всегда можно найти величину, которая скачкообразно меняется при фазовом переходе.

При фазовом переходе первого рода скачкообразно изменяются самые главные, первичные экстенсивные параметры: удельный объём, количество запасённой внутренней энергии, концентрация компонентов и т. п. Фазовые переходы второго рода происходят в тех случаях, когда меняется симметрия строения вещества (симметрия может полностью исчезнуть или понизиться).

№19

7.3. Явления на границе раздела газа, жидкости и твердого тела

Опыт показывает, что поверхность жидкости стремится принять такую форму, чтобы иметь минимальную площадь. Это явление связано с воздействием на поверхность жидкости механических сил, стремящихся уменьшить площадь этой поверхности. Указанные силы называются силами поверхностного натяжения.

Рассмотрим явления, возникающие на границе раздела жидкости и газа. Пусть имеется пленка жидкости (например, мыльная пленка), натянутая на рамку с одной подвижной перемычкой (см. рис. 7.1).

Рис. 7.1. Рамка с жидкой пленкой

За счет сил поверхностного натяжения пленка будет стремиться уменьшить свою площадь. Для того, чтобы воспрепятствовать этому, к перемычке необходимо приложить силу , величина которой, как показывает опыт, не зависит от площади пленки, а пропорциональна длине перемычки :

.

(7.8)

Коэффициент пропорциональности называется поверхностным натяжением (коэффициентом поверхностного натяжения). Двойка в формуле (7.8) означает, что пленка жидкости имеет две поверхности и если её толщина много больше межмолекулярного расстояния, то происходит независимое воздействие двух поверхностей пленки на перемычку. Очевидно, что сила равна силе поверхностного натяжения и поэтому из формулы (7.8) следует, что величина силы поверхностного натяжения численно равна произведению поверхностного натяжения на длину линии контакта пленки и перемычки . Эта сила направлена по касательной к поверхности пленки.

При медленном перемещении перемычки на величину , площадь поверхности пленки увеличивается на величину

.

(7.9)

Требование медленности перемещения перемычки позволяет считать рассматриваемый процесс изотермическим и квазистатическим (обратимым).

С учетом выражения (7.8) элементарная работа , которую необходимо совершить против сил поверхностного натяжения, определяется по формуле

.

(7.10)

Соответственно работа , совершаемая силами поверхностного натяжения примет вид

.

(7.11)

Из формулы (7.10) следует, что поверхностное натяжение численно равно работе, которую необходимо затратить при обратимом изотермическом процессе для увеличения площади поверхности жидкости на единицу. Указанная работа затрачивается на приращение энергии поверхности жидкости - свободной поверхностной энергии. Следовательно,поверхностное натяжение численно равно удельной (на единицу площади) свободной поверхностной энергии.

Существование свободной поверхностной энергии обусловлено силами притяжения между молекулами жидкости. В результате действия этих сил молекулы поверхностного слоя втягиваются внутрь жидкости, в то время как для молекул, расположенных внутри жидкости, равнодействующая сил притяжения равна нулю. Аналогичное явление имеет место в газе Ван-дер-Ваальса (см. параграф 2.7), что приводит к уменьшению давления этого газа на стенки сосуда. В жидкости силы межмолекулярного притяжения также приводят к изменению давления на её поверхность.

Для преодоления действия межмолекулярных сил над молекулой газа необходимо совершить работу, которую надо затратить на перемещение этой молекулы из объема жидкости на её поверхность. Величина этой работы численно равна приращению потенциальной энергии молекулы жидкости, которая и обуславливает появление сил поверхностного натяжения. Поскольку число молекул в приповерхностном слое пропорционально его площади, то суммарная потенциальная энергия всех молекул (свободная поверхностная энергия) также пропорциональна площади поверхности.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)