Первое начало термодинамики

Это закон сохранения и превращение энергии применительно к термодинамическим процессам

Q=ΔU+A’

Количество теплоты переданное системе идет на увеличение внутренней энергии этой системы и совершения работы этой системой (газа).

A’- работа самого газа над внешними телами A’>0, т.к u↑

A- работа над газом

A<0, т.к u↓

A’=A

Применение первого начала термодинамики к изо процессам

ПРОЦЕСС	Условие протекания процесса	(Q=ΔU+A) применимо к изо процессу
Изотермическое расширение		Q=A
Изотермическое сжатие		Q=A
Изохорное охлаждение		Q=ΔU
Изохорное нагревание		Q=ΔU
Изобарное расширение		Q=ΔU+A
Изобарное сжатие		Q=ΔU+A
Адиабатное расширение		ΔQ=0 A’=-ΔU

Понятие о вечном двигателе. Это воображаемый механизм, который безостановочно движ-ся и совершает работу не потребляя при этом энергии из вне:

A’=-ΔU- вечный двигатель первого рода не возможен, т.к нельзя бесконечно совершать работу за счет бесконечной внутренней эгергии.

Второе начало термодинамики

Необратимые процессы которые самопроизвольно осуществляются только в одном направлении:

Расширение газа в вакууме, передача теплоты от горячего к холодному, превращая механическую энергию во внутреннею.

Второе начало термодинамики определяет направление протекания термодинамических процессов, указывая, какие процессы в природе возможны, а какие- нет.

По клаузису: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

По Кельвину: : невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, получ. От нагревателя , в эквивалентную ей работу.

Тепловые двигатели

Периодически действующий, совершающий работающий за счет получения теплоты из вне, т.е он может внутреннею энергию превратить в мех энергию и за счет нее совершать работу (ДВС, ракетные двигатели, паровые турбины, паровые машины)

Любой тепловой двигатель состоит из 3-ех основных частей:

Устройство и принцип работы ДВС:

Первый такт 1-2 открыт выпускной клапан, идет всасывание горючей смеси. Второй такт 2-3 оба клапана закрыты, поршень сжимает горючею смесь- сжатие. В конце сжатия с помощью электрической искры зажигается горючая смесь происходит взрыв- давление скачком 3-4 повышается, начинается третий такт 4-5- рабочий ход. В конце его открывается выпускной клапан, давление резко падает, и под давлением, неск. большим атмосферного, отработанные газа выталкивается в окружающею среду, происходит четвертый такт 6-7- выхлоп.

КПД теплового двигателя приблизительно =25%

КПД характеризует эффективность устройства для сжигания топлива:

Показывает какую часть кол-во теплоты выделенного при сжатии топлива составляет использование теплоты:

1. Ƞ=Q_ИСП/Q_ВЫДЕЛ*100% ƞ-этта

2. Ƞ=A/m*q*100% q- удельная теплота сгорания топлива

3. Ƞ= T_НАГР-T_ХОЛ/T_НАГР*100%

Экологические проблемы:

1. Загрязнение окружающей среды: за 25 лет кол-во углекислого газа в атмосфере земли увеличивается на 345 мил.тонн.

2. Большой расход кислорода при сжатии топлива (реактивный за 5 ч полета потребляет 45 тонн кислорода)

6. Электрический заряд- физическая величина характеризующая способность тел или частиц вступать в электро-магнитное взаимодействие.

В нормальном состоянии атом заряда не имеет, т.к. число протонов в заряде равно числу электронов в оболочке.

Электризация тела- состоит в потере или приобретении телом некоторое кол-во электронов.

Способы электризации:

1. Трение

2. Соприкосновение с другими заряженными телами.

Применение электризации:

1. Изготовление ковров, иск. шерсти.

2. Покраска автомобилей.

Элементарный электрический заряд- заряд одного электрона или протона. é=1,6*10^-19 (Кулон)

Носители э/э.з:

1. Электрон m_é=9,1*10^-31 кг (носитель заряда)

2. Протон m_p=1,67*10^-27 кг (“+”)

q=n*é (Кл)

n- число электронов q- электрический заряд e- заряд одного электрона

Закон сохранения э/з:

Алгебраическая сумма э/з любой замкнутой системы остаётся неизменной.

Закон кулона

Служит для нахождения силы взаимодействия между двумя двумя точечными зарядами.

Сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами прямопропорц. произведению их величин обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. F=k*q1*q2/R²ƹ (H)

K=9*10⁹ Н*м²/Кл R- рост (м) ƹ- диэлектрическая проницаемость среды. ƹ_вакуум=1 ƹ_вода=81

Безразмерная величина показывающая во сколько раз сила взаимодействия между зарядами в данной среде меньше их силы взаимодействия в вакууме. Сила кулона направленна по прямой соединяя взаимодействующие заряды.

11.

1. Хаотически

2. У двух точек проводника подерж. разность потенциалов.

Внутри проводника будет существовать электрическое поле, которое будет перемещать электроны в одну сторону. Электрический ток- направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц (é или ионах)

Действие тока:

1. Проводник, по которому течет ток- нагревается.

2. Электрический ток может менять химический состав проводника. (электризация)

3. Силовое действие на намагниченные тела.

Опыт Эретеда:

Характеристики тока:

Сила тока- характеризует быстроту переноса заряда в проводнике через его поперечное сечение за единицу температуры. I=q/Δt (A)- Ампер

2. Плотность тока- характерна распределению силы тока по поверхности поперечного сечения проводника. ʝ=I/S (А/м²)Постоянный ток- сила направление которого не меняется со временем.

Условия, необходимые для существования тока:

1. Наличие свободных заряженных частиц (é или ионы)

2. Наличие эл. Поля, т.е. источника поля

3. Электронная цепь должна быть замкнутой

Простейшая электронная цепь состоит из 4-ех элементов: источник тока, проводник, потребитель, ключ.

Условные знаки обозначения на эл. Схемах:

	- пересечение проводов с сединением.
	- гальванический элемент
	- генератор
	- лампочка
	- ключ
	- резистор (сопротивление)
	- реостат (сопротивление можно менять)
	- клеммы
	- амперметр
	- вольтметр