Кинематика. Кинематика-ядерная. Кинематика материальной точки и поступательного движения твердого тела

• Название: Кинематика материальной точки и поступательного движения твердого тела
• Анкор: Кинематика
• Дата: 27.01.2022
• Размер: 1.4 Mb.
• Имя файла: Кинематика-ядерная.pptx
• Тип: Документы; #343656
• страница: 6 из 8

- теплоёмкость при V=const

Пусть нагревание происходит при постоянном давлении

газ расширяется и совершает работу над внешними телами часть тепла будет затрачиваться на совершение работы потребуется больше теплоты

По первому началу термодинамики (1 киломоль газа):
Поделим на dT:

Уравнение Майера

Уравнение Майера




Уравнение Майера вытекает из первого начала термодинамики, примененного к изобарному процессу в идеальном газе:

в рассматриваемом случае:

Уравнение Майера
показывает: различие теплоёмкостей газа равно работе, совершаемой одним молем идеального газа при изменении его температуры на 1 K, разъясняет смысл универсальной газовой постоянной  R — механический эквивалент теплоты


Работа, которую совершает 1 киломоль идеального газа при повышении его температуры на один градус при постоянном давлении, оказывается равной универсальной газовой постоянной.

=A
Электрический заряд. Закон Кулона. Электростатическое поле. Напряжённость поля. Линии напряженности. Потенциал. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом. Энергия взаимодействия системы зарядов. Теорема Гаусса.
Электрический заряд - это физическая скалярная величина, характеризующая способность тел участвовать в электромагнитных взаимодействиях.
Свойства электрического заряда:
Два вида- положительные и отрицательный
В любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется – закон сохранения электрического заряда:  q1+q2+…+qn=const .
Нигде и никогда в природе не возникает и не исчезает электрический заряд одного знака. Появление положительного электрического заряда всегда сопровождается появлением равного по модулю отрицательного заряда.
Электрический заряд является релятивистски инвариантным: его величина не зависит от системы отсчета.
Элементарный заряд e: любой заряд q равен
Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.


Электрическое поле называется однородным, если во всех точках вектор напряженности постоянен, как по величине, так и по направлению
Проявление поля- при помещении «пробного» заряда на него действует сила.
Сила, действующая на неподвижный пробный заряд q’, равна:
где Е – напряженность электрического поля в данной точке.
Точечный заряд – заряженное тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием от этого тела до других тел, несущих электрический заряд.
Закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных зарядов q1 и q2 пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния r между ними:
где k=1/40-коэффициент пропорциональности

Закон Кулона в векторном виде:

Закон Кулона в векторном виде:
где r – вектор, проведенный от одного заряда к другому и имеющий направление к заряду, на который действует сила f
Напряженность поля- векторная величина равная:
Из закона Кулона: напряженность поля неподвижного точечного заряда q на расстоянии r от него:
В Си [Е] = вольт / метр – в/м
Принцип суперпозиции электрических полей: напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавал бы каждый из зарядов системы в отдельности:
- позволяет вычислить напряженность поля любой системы зарядов, представив в виде совокупности точечных зарядов.


Т.к. густота линий = по величине E, то число линий N равно:
Количество линий, пронизывающих площадку dS, перпендикулярную к вектору E, равно EdS.
Пусть площадка dS ориентирована так, что нормаль образует с вектором E угол , тогда число линий через площадку:
где En- составляющая вектора Е по направлению нормали к площадке.
Поток вектора E есть величина:
Полное число силовых линий, проходящих через поверхность S, называется потоком вектора напряженности через эту поверхность.
Поток вектора есть скаляр: в зависимости от величины угла α может быть положительным и отрицательным

По принципу суперпозиции:

По принципу суперпозиции:
Подставим в поток:
где Eni – нормальная составляющая напряженности поля, создаваемого i-м зарядом в отдельности.
Т.к. , то получим:
Теорема Гаусса в интегральной форме: поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности зарядов, деленной на 0.
Если заряд распределен внутри поверхности непрерывно с объемной плотностью :


Электрическое поле характеризуется двумя физическими величинами: напряженностью (силовая характеристика) и потенциалом (энергетическая характеристика)
Геометрическим местом точек с одинаковым потенциалом является эквипотенциальная поверхность, ортогональная к силовым линиям.

Электрический ток. Сила тока и плотность тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для участка цепи и замкнутой цепи. Закон Ома в дифференциальной форме. Правила Кирхгофа для разветвленных электрических цепей. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.
Электрический ток – перенос заряда через поверхность S, упорядоченное движение зарядов (ионы в электролитах, электроны в металлах) :
«+» в направлении поля
«-» отрицательные против поля
Электрический ток характеризуют силой тока – скалярной величиной, равной заряду, переносимому носителями через рассматриваемую поверхность в единицу времени.
Пусть за время dt переносится заряд dq, тогда сила тока i:
В СИ [I]: ампер (А)
Электрический ток обусловлен движением и «+», и «-» носителей
Пусть в проводнике движутся носители обоих знаков, за время dt чрез данную поверхность S переносятся в одном направлении положительные носители dq+, в противоположном dq-, тогда сила тока:
Направление токов- направление перемещения «+» носителей!


Молекулярное тепловое движение носители заряда движутся со скоростью v при включении поля на хаотическое движение v накладывается упорядоченное движение u средняя скорость носителей:
Электрический ток может быть распределен по поверхности, тогда используют вектор плотности тока j: численно равен силе тока dI через расположенную в данной точке перпендикулярную к направлению движения носителей площадку dS, отнесенной к величине этой площадки:
Если носителями являются как положительные, так и отрицательные заряды, то плотность тока определяется формулой:
где + и - - объемные плотности положительного и отрицательного зарядов-носителей, u+ и u- - скорости их упорядоченного движения.


Зная j в каждой точке поверхности S, можно найти силу тока I через эту поверхность, как поток вектора j:
В СИ [j]: ампер на квадратный метр (А/м2)
Рассмотрим участок проводника:
S- площадь, l- длина проводника
n –концентрация частиц,
q0 - заряд частицы
Общий заряд: q= q0nSl
Средняя скорость упорядоченного движения
Сила тока за время t=l/ : I= q / t = q0nS
Cила тока в проводнике зависит от заряда, переносимого одной частицей, их концентрации, средней скорости направленного движения частиц и площади поперечного сечения проводника


  Поле вектора j  можно изобразить

графически с помощью линий тока,

которые проводят так же, как и линии

вектора напряженности


Если сила тока не меняется во времени, то ток, протекающий в проводнике, называют постоянным
Рассмотрим среду, в которой течет ток
Выделим в ней замкнутую поверхность S
Для тока, выходящего в единицу времени из объема V, ограниченного поверхностью S, имеем:
В силу закона сохранения заряда эта величина должна быть равна скорости убывания заряда, содержащегося в объеме V:
- уравнение непрерывности
«-», так как заряд убывает, левая часть будет положительна, если полный заряд в данном объеме увеличивается
Для стационарного тока dq/dt=0:
Для постоянного тока поле вектора j не имеет источников.


В проводнике создается электрическое поле