Подготовка экзамену. Добавить в избранное
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
12.1Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование. Масса и размеры молекул. Молекулярно-кинетическая теория(МКТ) – это учение о строении и свойствах вещества, использующее представления о существовании атомов и молекул как мельчайших частиц вещества. В основе МКТ лежат три основных положения: 1.Все вещества состоят из мельчайших частиц: атомов и молекул. 2.Эти частицы беспорядочно двигаются. 3.Частицы взаимодействуют друг с другом. Основные положения МКТ подтверждаются опытными фактами. Существование атомов и молекул доказано экспериментально, получены фотографии с помощью электронных микроскопов. Способность газов неограниченно расширяться и занимать весь объём объясняется непрерывном хаотичным движением молекул. Также его объясняет диффузия и броуновское движение. Упругость газов, твёрдых и жидких тел, способность жидкостей смачивать некоторые твёрдые тела, процессы окрашивания, склеивания, сохранения формы твёрдыми телами говорят о существовании сил притяжения и отталкивания между молекулами. Массы и размеры молекул очень малы, и удобно использовать не абсолютные значения масс, а относительные. Относительные атомные массы всех химических элементов указаны в таблице Менделеева (в сравнении с массой атома углерода). Количество вещества, содержащее столько же частиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода, называется одним молем. В одном моле любого вещества содержится одно и то же число атомов или молекул. Это число называется постоянной Авогадро:  .Массу одного моля называют молярной массой:  .Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе:  .12.2 Производится электроэнергия генераторами на электростанциях. Основные части генератора: ротор (движущаяся часть) и статор (покоящаяся часть). Например, при вращении ротора (электромагнита) создается переменное магнитное поле, которое действует на статор (катушку) и в ней образуется переменный ток. На электростанции созданный переменный ток поступает на повышающие трансформаторы, которые увеличивают напряжении. При этом сила тока уменьшается, и уменьшаются потери энергии при передаче тока на большие расстояния. Когда ток доходит до потребителей электроэнергии (город, завод, транспорт и т.п.), то напряжение уменьшают с помощью понижающих трансформаторов. Обычно понижение напряжение производят в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится всё меньше, а территория, охватываемая электрической сетью, - всё шире. 13.1 Температура и её физический смысл. Измерение температуры. Температура – это макроскопический параметр, характеризующий состояние теплового равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру. Если температуры тел различны, то при их соприкосновении будет происходить обмен энергией. Тело с большей температурой будет отдавать энергию телу с меньшей температурой. Разность температур тел указывает направление теплообмена между ними. Для измерения температуры используют термометры. В термометрах используется зависимость объёма жидкости (ртути или спирта) от температуры. При градуировке термометра обычно за начало отсчёта (0) принимают температуру тающего льда; второй постоянной точкой (100) считают температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Отрезок между 0 и 100 делят на 100 равных частей, называемых градусами. На этом основана шкала Цельсия. Температура, измеряемая в 0С, обозначается буквой t. Существует также другая шкала – шкала Кельвина (абсолютная шкала температур). Нулевая температура по этой шкале соответствует абсолютному нулю, а каждая единица температуры равна градусу по шкале Цельсия. Абсолютный нуль – это предельная температура, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объёме или объём идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении. Абсолютному нулю соответствует температура  Температура, измеряемая в Кельвинах (К), обозначается буквой T. 13.2 Электромагнитные волны и их свойства. Радиолокация и её применение. Электромагнитная волна – это меняющееся с течением времени и распространяющееся в пространстве электромагнитное поле. Свойства электромагнитных волн: 1.Возникают при ускоренном движении зарядов. 2.Являются поперечными. 3.Имеют скорость в вакууме 3٠108 м/с. 4.Переносят энергию 5.Проникающая способность и энергия зависит от частоты. 6.Отражаются. 7.Обладают интерференцией и дифракцией. Свойство отражения электромагнитных волн используется в радиолокации. Радиолокация – это обнаружение и определение местонахождения объектов с помощью радиоволн. Радиолокационная установка (радиолокатор) состоит из передающей и приёмной частей. От передающей антенны идёт электромагнитная волна, доходит до объекта и отражается. Радиолокаторы используют в военных целях, а также службой погоды для наблюдения за облаками. С помощью радиолокации исследуются поверхности Луны, Венеры и других планет. 14.1Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Использование свойств газов в технике. Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало, т.к. молекулы находятся далеко друг от друга. В реальности к идеальному газу приближены разреженные газы. Основными параметрами идеального газа являются давление, объём и температура. Давление газа создаётся ударами молекул о стенки сосуда и растёт с увеличением температуры. Для расчёта давления было получено следующее уравнение:  основное уравнение МКТ идеального газа.    Данное уравнение можно переписать в виде:  где  .Свойства газов легко сжиматься и расширяться используются во многих технических устройствах: двигателе внутреннего сгорания, паровой турбине, насосах, при проектировании судов и др. 14.2Шкала электромагнитных излучений. Применение электромагнитных излучений на практике. Шкала электромагнитных волн простираются от длинных радиоволн (λ>1 км) до γ-лучей (λ<10-10 м) . Электромагнитные волны различной длины условно делят на диапазоны по различным признакам (способу получения, способу регистрации, характеру взаимодействия с веществом). Принято выделять следующие семь излучений: низкочастотное излучение, радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и гамма- излучение. Низкочастотное излучение имеет самую маленькую частоту и самую большую длину волны. Его источники: переменные токи и электрические машины. Это излучение слабо поглощается воздухом, намагничивает железо. Применяется для изготовления постоянных магнитов, в электротехнической промышленности. Радиоволны находятся в интервале частот от 103 до 1011 Гц. Они излучаются антеннами передатчиков и также лазерами. Радиоволны хорошо распространяются в воздухе, отражаются от металлических предметов, облаков. Радиоволны используются для радиосвязи и радиолокации. Инфракрасное излучение имеет ещё большую частоту, чем радиоволны (до 1014 Гц) и излучается всеми нагретыми телами. Оно хорошо проходит через туман и другие непрозрачные тела, действует на термоэлементы. Применяется для плавки, сушки, в приборах ночного видения, в медицине. Видимый свет имеет частоту порядка 1014 Гц, длину волны 107 м. Это единственное видимое излучение. Источники: Солнце, лампы. Свет делает видимыми окружающие предметы, разлагается на лучи разного цвета, вызывает фотоэффект и фотосинтез. Используется для освещения. Ультрафиолетовое излучение имеет частоту от 1014 до 1017 Гц. Его источники: Солнце, кварцевые лампы. Это излучение вызывает фотохимические реакции, на коже образуется загар, убивает бактерии, поглощается озоном. Применяется в медицине, в газоразрядных лампах. Рентгеновские лучи образуются в рентгеновской трубке при резком торможении электронов. Они обладают большой проникающей способностью, активно воздействуют на клетки, фотоэмульсию. Применяются в медицине, в рентгенографии. Гамма-лучи (γ-лучи) имеют самую большую частоту (1019-1029 Гц). Они образуются при радиоактивном распаде, при ядерных реакциях. Имеют наибольшую проникающую способность, не отклоняются полями, разрушают живые клетки. Применяются в медицине, военном деле. 15.1Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Использование свойств газов в технике. Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало, т.к. молекулы находятся далеко друг от друга. В реальности к идеальному газу приближены разреженные газы. Основными параметрами идеального газа являются давление, объём и температура. Давление газа создаётся ударами молекул о стенки сосуда и растёт с увеличением температуры. Для расчёта давления было получено следующее уравнение: основное уравнение МКТ идеального газа.   Данное уравнение можно переписать в виде:  где  .Свойства газов легко сжиматься и расширяться используются во многих технических устройствах: двигателе внутреннего сгорания, паровой турбине, насосах, при проектировании судов и др. 15.2.Принципы радиотелефонной связи. Амплитудная модуляция и детектирование. Простейший радиоприёмник. Для осуществления радиосвязи используются электромагнитные волны частотой от нескольких сотен тысяч герц до сотен тысяч мегагерц. Такие волны хорошо излучаются антеннами передатчиков, распространяются в пространстве и доходят до антенны приёмника. Микрофон передатчика преобразует звуковые волны в электрические колебания низкой частоты, которые не излучаются антенной. Эти колебания складываются с колебаниями, которые вырабатывает генератор высокой частоты, и получаются амплитудно-модулированные колебания. Они являются высокочастотными, но изменёнными по амплитуде в соответствии со звуковыми колебаниями. Амплитудно-модулированные колебания излучаются передающей антенной и доходят до приёмной антенны. В приёмнике происходит детектирование – выделение из высокочастотных модулированных колебаний сигнала звуковой частоты. Простейший приёмник состоит из приёмной антенны, колебательного контура, детектора, конденсатора, усилителя и динамика. В антенне приёмника возникают колебания той же частоты, на которой работает передатчик. Чтобы настроить радиоприёмник на частоту какой-нибудь радиостанции обычно используют конденсатор переменной ёмкости. С изменением его ёмкости меняется собственная частота контура приёмника. При совпадении этой частоты с частотой какой-нибудь радиостанции наступает резонанс – резкое увеличение силы тока. Затем с колебательного контура модулированные колебания поступают на детектор, который пропускает ток только в одном направлении. После детектора ток становится пульсирующий. Импульсы тока делятся: часть заряжает конденсатор, другая часть идёт на динамик. В промежутке между импульсами, когда через детектор ток не идет, конденсатор разряжается через динамик. В результате этого через нагрузку течёт ток звуковой частоты, и из динамика слышны музыка или речь. 16.1Внутренняя энергия и способы её изменения. Первый закон термодинамики. Любое тело обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий движения молекул, из которых состоит тело, и потенциальных энергий взаимодействия молекул. Внутренняя энергия обозначается буквой U, измеряется в Джоулях. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре.  , где масса газа,    Существует два способа изменения внутренней энергии: теплопередача (теплообмен) и совершение работы. Теплопередача – это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передаётся от более нагретых тел к менее нагретым. Мерой переданной энергии при теплопередаче является количество теплоты Q. При совершении работы газ расширяется или сжимается. Работа газа при изобарном расширении от объёма до объёма вычисляется по формуле:  , где   I закон термодинамики: изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе.  16.2.Волновые свойства света. Свет – это электромагнитные волны с длиной волны от 4٠10-7 м до 8٠10-7 м. Скорость света в вакууме равна 3٠108 м/с. Основные волновые свойства света: интерференция и дифракция. Интерференция – это сложение двух световых волн, в результате которого в одних точках пространства происходит усиление амплитуды результирующей волны, а в других – гашение волн. Усиление света произойдёт в том случае, если одна световая волна отстанет от другой на целое число длин волн (условие максимумов).  или  ,где  ,  Если же вторая волна отстанет от первой на половину длины волны или на нечётное число полуволн, то произойдёт ослабление света (условие минимумов).  где  Для наблюдения интерференции необходимо, чтобы волны были когерентными, т.е. имели одинаковую частоту и постоянную разность фаз. Когерентные волны образуются при прохождении света через тонкие плёнки или стеклянные пластинки. Этим объясняется окраска мыльных пузырей и масляных плёнок на воде, хотя мыльный раствор и масло бесцветны. |