2. Теплоемкость. Теплоемкость идеальных газов. Уравнение Майера.

Теплоемкость – свойство материала поглощать определенное количество тепла при нагревании и выделять его при охлаждении. У каждого вещества есть своя характеристика, называемой удельной теплоемкостью - количество тепла, необходимое для нагревания единицы количества вещества на один градус . Для идеального газа: . Молярная теплоемкость вещества– величина, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 моля вещества на 1 К, формула такая же, но вместо массы количество вещества.

При изохорном процессе формула теплоемкости будет C=(i/2)*R, вывод: По I закону ТД: Q=U+A(работа равна нулю, так как V=const), Q=CvT, U=(i/2)vRT, значение получаем при сокращении.

При изобарном процессе формула: Cp=. Вывод: для изобарного процесса pV=vRT, тогда I начало ТД: CvT=(i/2)vRT+vRT=>Сp=(i/2)R+R.

Уравнение Майера: , это уравнение показывает, что Ср больше, чем Cv на величину универсальной газовой постоянной R. Это объясняется тем, что при изобарном нагревании газа, в отличие от изохорного нагревания, требуется дополнительное количество теплоты на совершение работы расширения газа. Это же следует из вывода формулы Cp=(i/2)R+R/ Cv=(i/2)R/ Cp=Cv+R. Отношение теплоемкостей называется постоянной адиабатой: , нужна для графика адиабатического процесса

Билет 6:

1. Третий закон Ньютона. Импульс. Закон сохранения импульса.

Тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой, противоположными по направлению и разными по модулю. Суть закона в том, что сила действия равна силе противодействия. Причем силы имеют одну природу, а приложены они к разным телам. Например, сила трения покоя или сила реакции опоры.

Связь с законом сохранения импульса: 3-й закон Ньютона гласит, что F1=F2, Где F1 - сила, с которой первое тело действует на второе, F2 - сила действия второго тела на первое. По 2 закону Ньютона: F=ma (F=dp/dt - в дифференциальном виде). Следовательно: m1a1=m2a2. Распишем ускорение через скорость: a=dv/dt=> m1dv1/dt=m2dv2/dt. Берем интеграл обеих частей по dt=> m1v1=m2v2.

В основе движения ракет, салютов и некоторых живых существ: кальмаров, осьминогов, каракатиц и медуз — лежит закон сохранения импульса. В этих случаях движение тела возникает из-за отделения какой-либо его части. Такое движение называется реактивным.

Импульс можно охарактеризовать, как количество движения — это произведение массы на скорость. Векторная сумма импульсов тел в замкнутой системе постоянна. Закон сохранения импульса соблюдается при абсолютно упругом и абсолютно неупругом (слипание) ударах.

2. Интерференция волн. Стоячие волны.

Интерференция волн – это явление наложения (суперпозиции) волн от разных источников. Другими словами, интерференция — это явление сложения в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуды результирующих колебаний в различных точках пространства, называется интерференцией. В общем случае можно сказать, что максимальное усиление волн от двух источников происходит, когда разница в расстоянии от наблюдателя равна целому кратному длины волны, т.е. r1 – r2 = n * λ , где n = 0, 1, 2, 3, … .

Волны от двух источников гаснут, когда разница в расстоянии от наблюдателя равна нечетному кратному половине длины волны, т.е. :

r1 – r2 = ( n + 1/2) * λ = (2n + 1) * λ /2, где n = 0, 1, 2, 3, … .

Интерференция описывает суперпозицию двух или более волн, которые проникают друг в друга. Волна имеет амплитуду, т.е. отклонение, с положительным или отрицательным знаком. Если две такие волны накладываются друг на друга, их амплитуды складываются с соответствующим знаком, согласно принципу суперпозиции. Это означает, что они усиливают, ослабляют или полностью отменяют друг друга. Этот эффект происходит со всеми типами волн. В местах, где волны усиливают друг друга, возникает так называемая конструктивная интерференция. В местах, где волны ослабляют друг друга, с другой стороны, возникает деструктивная интерференция.

Важным свойством для описания интерференции является когерентность. Для того чтобы создать стабильное волновое поле в результате интерференции волн, они должны быть когерентны друг другу. Это означает, что волны имеют фиксированное фазовое соотношение друг с другом. Фаза – это степень, на которую волны смещены относительно друг друга. Еще одно характерное свойство – поляризация. Поляризация описывает направление колебания волны. Если это изменение направления происходит быстро и беспорядочно, то волна является неполяризованной. Если волны поляризованы перпендикулярно друг другу, они не интерферируют друг с другом.

В случае, когда колебания, обусловленные отдельными волнами в каждой из точек среды, обладают постоянной разностью фаз, волны называются когерентными. При сложении когерентных волн возникает явление интерференции, заключающееся в том, что колебания в одних точках усиливают, а в других точках ослабляют друг друга. Очень важный случай интерференции наблюдается при наложении двух встречных плоских волн с одинаковой амплитудой. Возникающий в результате колебательный процесс называется стоячей волной. Стоячая волна - это волна, которая образуется при наложении двух волн с одинаковой амплитудой и частотой, когда волны движутся навстречу друг другу. Формула стоячей волны.

При этом по амплитуде они могут и даже должны не совпадать. В результате интерференции или сложения волны отправленной и волны отраженной, формируется стационарная стоячая волна. Это легко представить, как встречу двух волн с одинаковыми фазами, в результате столкновения которых скорости их стали нулевыми. В итоге и получается, что колеблется оно в одной точке с общей амплитудой, на которую хватило энергии после превращений.

Билет 7: