Идеал газдың изопроцестеріне қолдану

Изохора ,

 

Изобара

 

Изотерма

 

19. Идеал газдың жылу сыйымдылығы дененің температурасын бір Кельвинге көтеруге қажетті жылу мөлшері меншікті жылу сыйымдылығы бір кг заттың температурасын бір кельвинге көтеруге қажетті жылу мөлшері . Молярлық жылу сыйымдылығы бір моль заттын температурасы бір кельвинге көтеруге қажетті жылу мөлшері . Денені тұрақты көлемде қыздырғанда барлық жылу ішкі энергияны арттыруға жұмсалады, бір кило моль үшін . P=const жылу мөлшері ішкі энергияны арттыруымен қатар дененің көлемін ұлғайтуға қажетті жұмысқа жұмсалады ,

Изохора A=0

Изобара

Изотерма

Адиабаталық , ,

Политропты ,

20. Қайтымды процесс кері бағытта өткізуге болатын процесті тура бағытта өткізгенде жүйе қандай күйлерден өтсе, кері бағытта сондай тізбегінен өтетін процесті айтады. Қайтымды процеске тек тепе тең процестер жатады. Қайтымды процесте жүйені қоршаған денелерде ешқандай өзгеріс болмайды.

Қайтымсыз процестер өздігінен бір бағытта өтетін процес. Нақты процестер қайтымсыз процестер болады. Олар мейлінше баяу өте отырып, қайтымды процестерге тек жуықтай алады. Қайтымды процеске мысал ретінде вакумдегі абсолют серпімді серіппеге ілінген дененің өлшейтің тербелісің алуға болады. Кедергісі бар ортада өтетін процестердің барлығы қайтымды процестер. Қайтымсыз процестерге температуралары әр түрлі денелердің бір біріне жылу алмасу салдарынан температуралары тенелу процесі жатады, себебі жылу ыссы денеден салқынға беріледі, керісінше болу мүмкін емес.

Карно циклы 4 қайтымды процестен тұрады:2 изотермадан,2 адиабатадан. Циклді жүзеге асыру үшін, жылулық дене (газ), суытқыш және қыздырғыш болуы тиіс.Q жылу мөлшері газ бірінші күйден екінші күйге изотермиялық түрде өткенде: .

Адиабаталық ұлғаю барысында газ 2ші күйден 3ші күйге өткенде:

Изотермдік сығылғанда:

Адиабаталық сығылу 4тен 1ге

Адиабаттық ұлғаю және сығылу үшін теңдіктері ,

 

21. Қайтымсыз машиналардыңпәкі қайтымды машиналардың пәкінен кіші

. Бұдан . Бұл қатынас Клаузиус теңсіздігі ал Q/T қатынас келтірілген жылу мөлшері деп аталады. Клаузиус тенсіздігінен: егер бір жүйеде цикл жасалып, соның барысында температуралары тұрақты болатын екі жылу резервуарларымен жылу алмасатын болса, келтірілген жылу мөлшерінің қосындысы, цикл қайтымды болған жағдайда нольге тең, ал қайтымсыз болғанда нөлден кіші болады.

Энтропия термодинамикалық жүйенің сыртқы ортамен жылу алмасу және өздігінен өшетін процестердің өту бағытын сипаттайтын шама. , . Ішкі энергия сияқты Энтропия процестін жүріа өтетің жолына байланысты емес кез келген процесте бастапқы күйіне келетің болса, онда Энтропияның толық өзгеруі нөлге тең. .

Қайтымсыз процесте онашаланған жүйенің энтропиясы артады және процестер Энтропия артатын жаққа бағытталады .

Қайтымды процестерде онашаланған жүйенің энтропиясы , өзгермейді S=const және изоинтропиялық процесд.а. Егер жүйе онашаланбай сыртқы ортаға жылу беретін болса, Энтропия азаяды.

Энтропия жүйені құрайтын бөлшектердін бей берекетсіздігінің өлшемі.

Изотермиялық

Изохоралық

Изобаралық

Адиабаталық , S=const

Энтропияның күй ықтималдығымен байланысы S=klnW

Термодинамиканың ІІ бастамасы термодинамикалық процестердің қайтымсыздығын тұжырымдайды.

1) Жалғыз нәтижесі жылудын салқын денеден ыстық денеге ауысуы болып келетін процестерді жүзеге асырылуы мүмкін емес.

2) Жалғыз нәтижесі бір денеден нақты жылу мөлшерін алып ол жылуды толығымен жұмысқа айналдыру болып келетін процестерді жүзеге асыру мүмкін емесү

3) Екінші текті мәнгі жұмыс жасайтын қозғалтқыш жасау мүмкін емес. Яғни периодты істеп бір резервуардан жылу алатын және ол жылуды толығымен жұмысқа айналдыратын қозғалтқыш жасау мұмкін емес.

22. Молекулалардың еркін жүру жолының орташа үзындығы молекуланың тетелес екі соқтығысу арасындағы жүріп өтетін жолын айтады. Соқтығысу кезінде екі молекуланың центрлері арасындағы кіші қашықтықты эффективтілік диаметрі, ал эффекктивтік қимасы деп аталады. Егер уақыт бірлігінің ішінде молекула рет соқтығысатын болса, онда . соқтығусылардың орташа саны.

Тасымалдану құбылысы газ немесе сұйықтын тығыздығы, температурасы және ретті қозғалысын әртүрлі қабаттар жылдамдығы кеңістік бойынша біртекті болмаса осы біртексіздікті жоятын реттік қозғалысын айтамыз. Тасымалдану құбылыстарына: диффузия, ішкі үйкелі және жылу өткізгіштік жатады.

Диффузия молекулалардың ретсіз қозғалысынан тиісіп тұрған екі дененің молекулаларының бір бірімен алмасуы. Диффузия құбылысында масса тасымалданады. диффузия коэффициентті.

 

Жылу өткізгштік жылу мөлшерін жылырак қабаттан суығырақ қабатқа ауысуы. Энергия тасымалданады.

Ішкі үйкеліс газ ағының жылдамдық қабаттан қабатқа өзгеріп отыратын болса, онда қатар жатқан екі қабаттын арасында пайда болатын үйкеліс.

23. Тасымал құб-ң МКТ-сы. Тасымал коэф-рі (ФИК, Фурье, Ньютон заңдары)

Ньютон теңдеуін МКТ тұрғысынан қорытып шығарайық.

Жанасқан газ қабаттары U₁ және U₂ әр түрлі жылдамдықпен қозғалсын. Газдың әр молекуласы екі түрлі қозғалыста болады. V – хаосты жылулық қозғалыс жылдамдығы және V-дан көп кіші U-ретті қозғалыс жылдамдығы. Қабаттан қабатқа өткен молекулалар соқтығысады, нәтижесінде ол өзінің артық импульсін басқа молекулаларға береді немесе басқа молекулалар есебінен өзінің импульсін артырады. Осылайша бір қабаттан екіншісіне импульс тасымалданып, екі қабат арасында үйкеліс күші пайда болады.

 

 

24. Элементар электр заряды: электронның зарядына тең ең кіші электр заряды . Әрбір q заряд элементар зарядтың жиынтығынан түратындықтан q=+-Ne, мұнда Nбөлшектер саны.

Электр зарядының сақталуы кез келген тұйық жүйеде электр зарядының алгебралық қосындысы, осы жүйеде өтетін процестер кезінде әр уақытта өзгеріссіз қалып отырады, яғни .

Нүктелік заряд электр зарядың тасымалдайтын дененің өлшемін ескермейміз.

Кулон заңы вакуумде нүктелік екі зарядттың өзара әсер күші әрбір зарядтың шамаларына тура пропорционал ал, арақашықтығының квадратына кері пропорционал болып зарядтар арқылы өтетін түзумен бағытталады , ,

Электр өрісі кез келген заряд өзінің айналасындағы кеңістікте электр өрісін туғызады. Зарядтардаң арасындағы өзара әсері осы электр өрісі арқылы жүзеге асады. Зарядтардың арақышықтығы артқан сайын электр өрісі азаяды. Электр өрісінің негізгі қасиеті оның бір нүктесіне орналақан зарядқа бір күшпен әсер етуі. Электростатикалық өріс электр зарядтардан пайда болып уақыт бойынша өзгермейтін өріс.

Электр өрісінің кернеулігі векторлық шама берілген нүктедегі бірлік сыншы q сын зарядқа әсер ететін күш

Нүтелі заряд үшін өріс кернеулігі

Суперпозиция принципы: Зарядтар жүйесінің өріс кернеулігі жүйенің әрбір зарядтары жеке жеке туғызатын өріс кернеуліктерінің векторлық қосындысына тең. . Супепозиция принципі зарядтардың кез келген жүйесінің өріс кернеулігін есептеуге мүмкіндік береді.

 

 

25. Электр дипольі шамасы бойынша тең, таңбасы бойынша қарама қарсы өрісте анықталып отырған нүктеге дейінгі қашықтықпен салыстырғанда ара қашықтығы өте аз екі заряд жүйесі.

Электр дипольінің моменті

Диполь өрісінің кез келген нүктесінің өріс кернеулігі

Зарядтың шамасын немесе ара қашықтығын өзгерткенде диполь электромагниттік толқын шығарады.

 

26. Кернеулік векторының ағыны скалярлық шама, белгілі бір бетті тесіп өтетін кернеулік сызықтарының жалпы саны.

Остроградский Гаусс теоремасы тұйықталған бет арқылы өтетін электр өрісі кернеулігінің вектор ағыны осы беттің ішінде қоршалған зарядтардың алгебралық қосындысын диэлектрлік тұрақтылығына бөлгенге тең.

1) Зарядталған сфералық беттің өрісі кернеулігі:

,

,

 

2) Көлемдік зарядталған шардың өрісі кенеулігі:

Егер r>R,

Егерr=R,

Егерr<R,

3) Бір текті зарядтаған шексіз жазықтықтың х осі бойынша өріс кернеулігі:

 

 

27. Электр өрісіндегі орын ауыстыру жұмысы зарядтың шамасы мен потенциал айырмасының көбейтіндісімен анықталады.

Тұйық контур бойынша потенциал күштінің істейтін жұмысы нолге тең:

.

Кез келген тұйық контур бойынша кернеулік векторының циркуляциясы нолге тең.

 

Электростатикалық өрістегі өткізгіштер. Өткізгіштің ішіндегі және оның бетіндегі электр өрісі. Өткізгіш вакуум шек-ғы шек-қ шарттар.

Өткізгіште заряд тасушылар өте аз күштің әсерінен қозғала алады. Сондықтан өткізгіштегі зарядтардың тепе-теңдігі тек төмендегі шарттар орындалғанда ғана байқалады:

1. Өткізгіш ішінің барлық жеріндегі өріс кернеулігі нольге тең болуы керек:

2. Өткізгіш бетінің әрбір нүктесіндегі өріс кернеулігі бетке нормаль бойымен бағытталған болуы керек:

Демек, тепе-теңдік жағдайында өткізгіштің беті эквипотенциалды болады.

Егер өткізетін денеге аздаған q заряд берсек, онда ол тепе-теңдіктің шарттары орындалатындай болып таралады. Дене шегінде толық қамтылған кез келген тұйықталған бетті ойша елестетейік. Зарядтардың тепе-теңдік кезінде өткізгіш ішіндегі кез келген нүктеде өріс болмағандықтан, бет арқылы өтетін электрлік ығысу векторының ағыны нольге тең болады. Гаусс теоремасына сәйкес беттің ішіндегі зарядтардың алгебралық қосындысы да нольге тең болады. Бұл өткізгіштің ішінен қалауымызша жүргізілген кез келген өлшемдегі көлем үшін орынды. Демек, тепе-теңдік кезінде өткізгіштің ішіндегі ешбір жерде артық заряд болуы мүмкін емес, олардың барлығы өткізгіштің бетінде белгілі бір тығыздықпен орналасады.

 

 

29. Диэлектрик ток өткізбейтің зат.

Диэлектриктің поляризациялануы сыртқы электр өрісі әсерінен байланысқан оң және теріс зарядтардың қарама қарсы ығысуы.

Полярлы диэлектриктер оң және теріс зарядтардың орналасу «ауырлық центрлері» дәл келмейтің молекулалардан тұрады (электр моменттеріне ие болатын, қатан диполь). Мыс спирт, су.

Полярсыз Диэлектриктер молеккулалардың оң және теріс зарядтарының «ауырлық центрлері» дәл келеді. Мыс инертті газдар, бензол, сутегі.Полярсыз диэлектриктерді сыртқы электр өрісіне енгізсек молекулалардың оң және теріс зарядтар центрлері ығысып меншікті электр моменттеріне ие болады.Сыртқы өрісте молекулалардың электр (дипольдері) моменттері бұрылып электр өрісінің бағытына бағыттас орналасады, ал молекулалардың ретсіз жылулық қозғалысы бұл орналасуды жоюға тырысады.Диэлектрик поляризацияланғанда молекулалардың электр моменттер қосындысы нолге тең емес болады.

Поляризация векторы векторлық шама, диэлектриктің поляризациялану векторың сипаттайды, бірлік көлемдегі молекулалар дипольдерінің векторлық қосындылары

.

,

заттың диэлектлік қабылдағыштығы,

,

молекулалар концентрациясы,

молекуланың полярлану коэффиценті.

,

,

,

Диэлектрикті зарядталған екі пламтинканың электр өрісіне еңгізсек, диэлетрик поляризацияланады. Пайда болған оң және теріс зарядтарды байланысқан зарядтар д.а.

, , , , , .

 

 

30. Электрлік ығысу оны D әрпі арқылы белгілейді де электрлік ығысу (немесе электрлік индукция) д.а. Сонымен электрлік ығысу (электрлік индукция) деп өрнегімен анықталатын қатысты айтады.

Электростатика қозғалма қозғалмайтын электр зарядының бір бірімен әсерлесуін және қасиеттерін қарастыратын физика бөлімі. Элементар электр заряды электронның зарядына тең ең кіші электр заряды әр бір q заряд элементар зарядтардың жиынтығынан тұрғандықтан q=+-Ne мұнда N бөлшектер саны. Электр зарядының сақталуы кез келген тұйық жүйеде электр зарядының алгебралық қосындысы осы жүйеде өтетін процестер кезәңнде әр уақытта өзгеріссіз қалып отырады яғни

Электр өрісі кез келген заряд өзінің айналасындағы кеңістікте электр өрісін туғызады. Зарядтардың арасындағы өз ара әсері осы электр өрісі арқылы жүзеге асырылады. Зарядтардың ара қашықтығы артқан сайын, электр өрісі азаяды. Электр өрісінің негізгі қасиеті оның бір нүктесіне орналасқан зарядқа бір күшпен әсер етуі. Электростатикалық өріс электр зарядтардан пайда болыпуақыт бойынша өзгермейтін өріс