Название понятия (физической величины, закона )
 Скачать 0.91 Mb.
|
|
Понятия фазы и агрегатного состояния | Понятие фазы. Фазой называется макроскопическая физическая однородная часть вещества, отделенная от остальных частей системы границами раздела, так что она может быть извлечена из системы механическим путем. Допустим, например, что в закрытом сосуде заключена некая масса воды, над которой находится смесь воздуха с водяными парами. Агрегатное состояние – это состояние вещества в определенном интервале температур и давлений, характеризуется свойствами: способностью (твердое тело) или неспособностью (жидкость, газ) сохранять объем и форму; наличием или отсутствием дальнего (твердое тело) или ближнего (жидкость) порядка и другими свойствами. Вещество может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком или газообразном, в настоящее время выделяют дополнительно плазменное (ионное) состояние. В газообразном состоянии расстояние между атомами и молекулами вещества велико, силы взаимодействия малы и частицы, хаотично перемещаясь в пространстве, обладают большой кинетической энергией, превышающей потенциальную энергию. Материал в газообразном состоянии не имеет ни своей формы, ни объема. Газ заполняет все доступное пространство. Это состояние свойственно для веществ с малой плотностью. В жидком состоянии сохраняется лишь ближний порядок атомов или молекул, когда в объеме вещества периодически возникают отдельные участки с упорядоченным расположением атомов, однако взаимная ориентация этих участков также отсутствует. Ближний порядок неустойчив и под действием тепловых колебаний атомов может либо исчезать, либо возникать вновь. Молекулы жидкости не имеют определенного положения, и в то же время им недоступна полная свобода перемещения. Материал в жидком состоянии своей формы не имеет, сохраняет лишь объем. Жидкость может занимать только часть объема сосуда, но свободно перетекать по всей поверхности сосуда. Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твердым телом и газом. В твердом веществе порядок расположения атомов становится строго определенным, закономерно упорядоченным, силы взаимодействия частиц взаимно уравновешены, поэтому тела сохраняют свою форму и объем. Закономерно упорядоченное расположение атомов в пространстве характеризует кристаллическое состояние, атомы образуют кристаллическую решетку. Твердые тела имеют аморфное или кристаллическое строение. Для аморфных тел характерен только ближний порядок в расположении атомов или молекул, хаотичное расположение атомов, молекул или ионов в пространстве. Примерами аморфных тел являются стекло, пек, вар, внешне находящиеся в твердом состоянии, хотя на самом деле они медленно текут, подобно жидкости. Определенной температуры плавления у аморфных тел, в отличие от кристаллических, нет. Аморфные тела занимают промежуточное положение между кристаллическими твердыми телами и жидкостями. | ||
| Фазовые переходы первого и второго рода | Различают фазовые переходы двух типов. Фазовый переход I рода (например, плавления, кристаллизация) сопровождается поглощением или выделением теплоты, названной теплотой фазового перехода. Фазовые переходы I рода характеризуются постоянством температуры в течение процесса, изменением энтропии и объема. И это легко объяснить. Например, при плавлении телу нужно передать некоторое количество теплоты, чтобы обеспечить разрушение кристаллической решетки. Теплота, подводимая при плавлении, идет не на нагрев тела, а на разрыв межатомных связей, поэтому плавление протекает при постоянной температуре. В подобных переходах - из более упорядоченного кристаллического состояния в менее упорядоченное жидкое состояние - степень беспорядка увеличивается, т.е. согласно второму закону термодинамики этот процесс связан с ростом энтропии системы. Если переход происходит в обратном направлении (кристаллизация), то система теплоту выделяет. Фазовый переход II рода - переход, не связанный с поглощением или выделением теплоты и изменением объема. Эти переходы характеризуются постоянством объема и энтропии, но скачкообразным изменением теплоемкости. Примерами фазовых переходов II рода являются: переход ферромагнитных веществ (железа, никеля) при определенных давлении и температуре в парамагнитное состояние, переход металлов и некоторых сплавов при очень низких температурах в сверхпроводящее состояние, характеризующееся скачкообразным уменьшением электрического сопротивления до нуля; превращения обычного жидкого гелия (гелия I) при Т = 2,9 К в другую жидкую модификацию (гелий II), который имеет свойство сверхтекучести. | ||
| 32. Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность поля. Потенциал. | |||
| Электрический заряд и его свойства | Электрическим зарядом характеризуют свойства веществ, обеспечивающих им возможность создавать электрические поля и взаимодействовать в электромагнитных процессах. Одинакового типа заряды, положительные либо отрицательные, всегда отталкиваются в противоположные стороны, стремясь, как можно дальше удалиться друг от друга. А у зарядов противоположных знаков действуют силы, стремящиеся сблизить их и соединить в одно целое. | ||
| Закон Кулона | сила взаимодействия F между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам Q1 и Q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними:  | ||
| Электрическое поле | вид материи, который создаётся электрически заряженными телами и частицами и обнаруживается по действию на них. | ||
| Напряженность поля | отношение силы F, действующей на заряженное тело в данной точке поля, к заряду q этого тела: E = F / q. | ||
| Потенциал | Электрический потенциал поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля. | ||
| 33. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме. Работа электростатического поля. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. | |||
| Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме | Поток вектора напряженности электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности зарядов, деленной на ε0.  | ||
| Работа электростатического поля | Работа электростатического поля, созданного точечным зарядом, а также любого другого центрально-симметричного поля, не зависит от формы пути, а определяется только начальным и конечным положением: | ||
| Циркуляция вектора напряженности электростатического поля | Циркуляцией вектора напряженности называется работа, которую совершают электрические силы при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому пути L:  | ||
| 34. Диэлектрики и их типы. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике. | |||
| Диэлектрики и их типы | Главное отличие диэлектриков от проводников состоит в том, что в диэлектриках отсутствуют свободные носители заряда. Заряженные частицы входят в состав атомов и молекул диэлектриков, но они не могут свободно перемещаться в межмолекулярном пространстве, что доступно, например, свободным электронам в металлических проводниках. Смещение зарядов в молекулах диэлектрика ограничено атомными масштабами. Различают три типа диэлектриков: неполярные, полярные и ионные. | ||
| Электрическое смещение | Электрическое смещение является вспомогательной характеристикой электрического поля, зависящей только от свободных зарядов.  | ||
| Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике |  Поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь любую замкнутую поверхность равен алгебраической сумме свободных электрических зарядов, заключенных внутри этой поверхности. | ||
| 35. Проводники в электростатическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия поля. | |||
| Проводники в электростатическом поле | Проводниками называются вещества, по которым могут свободно перемещаться электрические заряды. Проводниками являются металлы, электролиты (растворы, проводящие ток) плазма. В металлах носителями зарядов являются свободные электроны, в электролитах – положительные и отрицательные ионы, в плазме – свободные электроны и ионы. | ||
| Электроемкость | физическая величина, равная отношению электрического заряда уединенного проводника к его потенциалу:  | ||
| Конденсаторы | Это система из двух проводников (обкладок) с одинаковыми по модулю, но противоположными по знаку зарядами, форма и расположение которых таковы, что поле сосредоточено в узком зазоре между обкладками. | ||
| Энергия поля | Энергия электрического поля заряженного плоского конденсатора:  | ||
| Напряжение.'>36. Электрический ток и его характеристики. ЭДС. Напряжение. | |||
| Электрический ток и его характеристики | Электрическим током называется движение электрических зарядов (электронов в металлах, электронов и ионов в жидкостях и газах) под действием электрического поля. Основные характеристики электрического тока: а) сила тока I; б) напряжение U; в) сопротивление R проводника; г) плотность тока j; д) электрическая сила (ЭДС) ε. | ||
| ЭДС | Физическая величина, определяемая работой сторонних (неэлектрических) сил Аст по перемещению единичного положительного заряда q: | ||
| Напряжение | Разность потенциалов на участке цепи. | ||
| 37. Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное соединение. Закон Ома для участка цепи. | |||
| Сопротивление проводников |  где r - сопротивление проводника в омах; ρ - удельное сопротивление проводника; l - длина проводника в м; S - сечение проводника в мм2. | ||
| Последовательное и параллельное соединение | Последовательным называется такое соединение резисторов, когда конец одного проводника соединяется с началом другого и т.д. При последовательном соединении сила тока на любом участке электрической цепи одинакова, а напряжение U равно сумме напряжений на отдельных участках цепи. Параллельным называется такое соединение резисторов, когда одни концы всех резисторов соединены в один узел, другие концы — в другой узел. Напряжения на отдельных участках цепи с сопротивлениями R1 и R2равны. Сила тока I в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов I1 и I2 в параллельно соединенных проводниках R1 и R2   | ||
| Закон Ома для участка цепи | Закон Ома для участка цепи – полученный экспериментальным (эмпирическим) путём закон, который устанавливает связь силы тока на участке цепи с напряжением на концах этого участка и его сопротивлением. Строгая формулировка закона Ома для участка цепи записывается так: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению на её участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка. Формула закона Ома для участка цепи записывается в следующем виде:  где:I – сила тока в проводнике [А]; U – электрическое напряжение (разность потенциалов) [В]; R – электрическое сопротивление (или просто сопротивление) проводника [Ом]. | ||
| 38. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Обобщенный закон Ома. | |||
| Работа и мощность тока | Скалярная величина, равная dA = I2Rdt. Мощность электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока: P=UI. | ||
| Закон Джоуля-Ленца | Количество теплоты Q, выделяемой током I за время t на участке цепи сопротивлением R, равно  | ||
| Обобщенный закон Ома | Обобщенный закон Ома определяет связь между основными электрическими величинами на участке цепи постоянного тока, содержащем резистор и идеальный источник ЭДС:  | ||