Algasendit ühendav vektor. S – nihe – keha alg- ja lõppasendit ühendav vektor

Projektsioon loetakse positiivseks, kui (a x >0) vektori alguse projektsioonist kuni selle lõpu projektsioonini on vaja minna telje suunas. Vastasel juhul peab vektori projektsioon (a x 0) vektori alguse projektsioonist selle lõpu projektsioonini minema telje suunas. Vastasel juhul peab vektori projektsioon (a x 0) vektori alguse projektsioonist selle lõpu projektsioonini minema telje suunas. Vastasel juhul peab vektori projektsioon (a x 0) vektori alguse projektsioonist selle lõpu projektsioonini minema telje suunas. Vastasel juhul peab vektori projektsioon (a x 0) vektori alguse projektsioonist selle lõpu projektsioonini minema telje suunas. Vastasel juhul on vektori projektsioon (a x
Kas taksoga reisides maksame reisi või transpordi eest? Pall kukkus 3 m kõrguselt, põrkas põrandast ja jäi kinni 1 m kõrguselt Leia palli teekond ja nihkumine. Jalgrattur liigub ringis raadiusega 30 m Kui suur on jalgratturi kaugus ja nihe poole pöörde kohta? Täispöördeks?

§ § 2.3 vastake lõigu lõpus olevatele küsimustele. Nt 3, lk.15 Joonisel fig. näitab punkti liikumise ABCD trajektoori punktist A punkti D. Leidke liikumise alguse ja lõpu punktide koordinaadid, läbitud vahemaa, liikumine, liikumise projektsioon koordinaatide telgedele. Probleemi lahendamine (valikuline): paat sõitis 2 km kirdesse ja seejärel veel 1 km põhja poole. Geomeetrilise konstruktsiooni abil leidke nihe (S) ja selle moodul (S).

Mati liikumise kinemaatiline kirjeldus. Punktid

(Matemaatiline punkt, võrdlussüsteem, nihe, trajektoor, tee, kiirus, kiirendus.)

Ühtlaselt vahelduva liikumise kinemaatilised võrrandid

Kinemaatika tegeleb liikumise kirjeldamisega, abstraheerides selle põhjustest. Liikumise kirjeldamiseks saate valida erinevaid võrdlussüsteeme. Erinevates võrdlussüsteemides näeb sama keha liikumine välja erinevalt. Kinemaatikas juhinduvad nad võrdlussüsteemi valimisel ainult konkreetsete tingimustega määratud otstarbekuse kaalutlustest. Seega, kui mõelda kehade liikumisele Maal, on loomulik seostada võrdlusraamistik Maaga, mida me ka teeme. Arvestades Maa enda liikumist, on mugavam seostada võrdlussüsteemi Päikesega jne. Kinemaatikas ei saa välja tuua ühe võrdlussüsteemi põhimõttelisi eeliseid teise ees. Kõik võrdlussüsteemid on kinemaatiliselt samaväärsed. Vaid dünaamikas, mis uurib liikumist seoses liikuvatele kehadele mõjuvate jõududega, ilmnevad teatud võrdlussüsteemi või täpsemalt teatud võrdlussüsteemide klassi põhilised eelised. Niisiis,

Materiaalne punkt on makroskoopiline keha, mille mõõtmed on nii väikesed, et vaadeldavas liikumises võib neid ignoreerida ja eeldada, et kogu keha aine on justkui koondunud ühte geomeetrilisse punkti.

Materiaalseid punkte looduses ei eksisteeri. Materiaalne punkt on abstraktsioon, idealiseeritud kujutlus tõeliselt olemasolevatest kehadest. Mis tahes liikumist uurides on võimalik või võimatu võtta seda või teist keha materiaalse punktina - see ei sõltu niivõrd kehast endast, vaid liikumise olemusest, aga ka küsimuste sisust, millele me vastame. tahan vastust saada. Keha absoluutne suurus ei mängi rolli. Olulised on suhtelised suurused ehk keha suuruste suhe teatud kaugustesse, mis on iseloomulikud kõnealusele liikumisele. Näiteks Maad, kui arvestada selle orbiidi liikumist ümber Päikese, võib suure täpsusega võtta kui materiaalset punkti. Iseloomulik pikkus on siin Maa orbiidi raadius R ~ 1,5 108 km. See on väga suur võrreldes maakera raadiusega g zl: 6,4 103 km. Tänu sellele liiguvad orbitaalliikumise ajal kõik Maa punktid peaaegu võrdselt. Seetõttu piisab, kui arvestada ainult ühe punkti, näiteks Maa keskpunkti liikumist ja eeldada, et kogu Maa aine on justkui koondunud sellesse geomeetrilisse punkti. Selline idealiseerimine lihtsustab oluliselt Maa orbitaalliikumise probleemi, säilitades siiski kõik selle liikumise olulised tunnused. Kuid see idealiseerimine ei sobi, kui arvestada Maa pöörlemist ümber oma telje, sest pöörlemisest pole mõtet rääkida

geomeetriline punkt ümber seda punkti läbiva telje.

Võrdluskeha on materiaalse punkti asukoht ruumis antud ajahetkel, mis on määratud mõne teise keha suhtes. Võtab temaga ühendust

Võrdlussüsteem on kehaga seotud koordinaatsüsteemide ja kellade kogum, mille suhtes uuritakse mõne teise materiaalse punkti liikumist.

Nihe on vektor, mis ühendab trajektoori algus- ja lõpp-punkti.

Materiaalse punkti trajektoor on selle ruumipunkti poolt kirjeldatud joon. Sõltuvalt trajektoori kujust võib liikumine olla sirgjooneline või kõverjooneline.

Kinemaatika põhimõisted

Kinemaatika

Peatükk 1. Mehaanika

Iga füüsiline nähtus või protsess meid ümbritsevas materiaalses maailmas esindab ajas ja ruumis toimuvate loomulike muutuste jada. Mehaaniline liikumine, st antud keha (või selle osade) asukoha muutumine teiste kehade suhtes, on lihtsaim füüsikalise protsessi tüüp. Kehade mehaanilist liikumist uurib füüsika haru nn mehaanika. Mehaanika põhiülesanne on määrata keha asend igal ajal.

Üks mehaanika põhiosadest, mida nimetatakse kinemaatika, käsitleb kehade liikumist selle liikumise põhjuseid selgitamata. Kinemaatika vastab küsimusele: kuidas keha liigub? Teine oluline mehaanika osa on dünaamika, mis käsitleb liikumise põhjusena teatud kehade mõju teistele. Dünaamika vastab küsimusele: miks keha liigub nii ja mitte teisiti?

Mehaanika on üks iidsemaid teadusi. Teatud teadmised selles valdkonnas olid teada juba ammu enne uut ajastut (Aristoteles (IV sajand eKr), Archimedes (III sajand eKr)). Mehaanikaseaduste kvalitatiivne sõnastamine algas aga alles 17. sajandil pKr. e., kui G. Galileo avastas kiiruste liitmise kinemaatilise seaduse ja kehtestas kehade vaba langemise seadused. Mõnikümmend aastat pärast Galileod sõnastas suur I. Newton (1643–1727) dünaamika põhiseadused.

Newtoni mehaanikas vaadeldakse kehade liikumist kiirustel, mis on palju väiksemad kui valguse kiirus vaakumis. Nad kutsuvad teda klassikaline või Newtoni mehaanika, erinevalt relativistlikust mehaanikast, loodud 20. sajandi alguses peamiselt tänu A. Einsteini (1879–1956) loomingule.

Relativistlikus mehaanikas vaadeldakse kehade liikumist valguse kiirusele lähedasel kiirusel. Klassikaline Newtoni mehaanika on υ relativistliku mehaanika piirav juhtum<< c.

Kinemaatika on mehaanika haru, milles vaadeldakse kehade liikumist, tuvastamata selle põhjuseid.

Mehaaniline liikumine Keha nimetatakse selle asukoha muutumiseks ruumis teiste kehade suhtes aja jooksul.

Mehaaniline liikumine suhteliselt. Sama keha liikumine erinevate kehade suhtes osutub erinevaks. Keha liikumise kirjeldamiseks on vaja näidata, millise keha suhtes liikumist käsitletakse. Seda keha nimetatakse viiteorgan.

Võrdluskeha ja kellaga seotud koordinaatsüsteem aja loendamiseks vorm võrdlussüsteem , mis võimaldab teil igal ajal määrata liikuva keha asendi.

Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) on pikkuse ühik meeter ja ajaühiku kohta – teiseks.

Igal kehal on teatud mõõtmed. Erinevad kehaosad asuvad ruumis erinevates kohtades. Paljude mehaanikaprobleemide puhul puudub aga vajadus näidata üksikute kehaosade asukohti. Kui keha mõõtmed on võrreldes teiste kehade kaugustega väikesed, siis võib seda keha lugeda omaks materiaalne punkt. Seda saab teha näiteks planeetide liikumist ümber Päikese uurides.

Kui kõik kehaosad liiguvad võrdselt, siis sellist liikumist nimetatakse progressiivne . Näiteks kajutid vaateratta atraktsioonis, auto sirgel teelõigul jne liiguvad translatsiooniliselt Kui keha liigub edasi, võib seda käsitleda ka materiaalse punktina.

Nimetatakse keha, mille mõõtmeid saab antud tingimustel tähelepanuta jätta materiaalne punkt .

Materiaalse punkti mõiste mängib mehaanikas olulist rolli.

Aja jooksul ühest punktist teise liikudes kirjeldab keha (materiaalne punkt) teatud joont, mida nimetatakse keha liikumise trajektoor .

Materiaalse punkti asukoht ruumis igal ajal ( liikumisseadus ) saab määrata, kasutades koordinaatide sõltuvust ajast x = x (t), y = y (t), z = z (t)(koordinaatmeetod), või kasutades lähtepunktist antud punkti tõmmatud raadiusvektori ajasõltuvust (vektorimeetod) (joonis 1.1.1).

Küsimus 1. Raadiuse vektor Nihkevektor.

- raadiuse vektor on võrdluspunktist tõmmatud vektor KOHTA kõnealuse punktini M.

- liigub(või raadiuse muutumise vektor) on vektor, mis ühendab trajektoori algust ja lõppu.

raadiuse vektor ristkülikukujulises Descartes'i koordinaatsüsteemis:

Kuhu - helistati punkti koordinaadid.

Küsimus 2. Liikumiskiirus. Keskmised ja hetkekiirused.

Sõidukiirus(vektor) - näitab, kuidas nihe ajaühikus muutub.

Keskmine: Instant:

Hetkeline kiirus on alati suunatud trajektoorile tangentsiaalselt,

ja keskmine langeb kokku nihkevektoriga.

Projektsioon: Moodul:

Küsimus 3. Tee. Selle ühendus kiirusmooduliga.

S– tee on trajektoori pikkus (skalaarsuurus, > 0).

S on joonise pindala, mis on piiratud kõvera v(t) ja joontega t 1 ja t 2.

Küsimus 4. Kiirendus.Kiirendusmoodul.

Kiirendus - tähenduses, see näitab, kuidas kiirus ajaühikus muutub.

Projektsioon: Moodul: Keskmine väärtus:

Küsimus 5. Punkti ebaühtlane liikumine mööda kõverat rada.

Kui punkt liigub mööda kõverat rada, siis on soovitatav jagada kiirendus komponentideks, millest üks on suunatud tangentsiaalselt ja on nn. tangentsiaalne või tangentsiaalne kiirendus, ja teine on suunatud puutujale normaalselt, st. piki kõverusraadiust, kumeruskeskmesse ja nimetatakse normaalne kiirendus.

Iseloomustab kiiruse muutumist suunas – suurusjärgus.

Kus r - kõverusraadius.

Mööda kõverat rada liikuval punktil on alati normaalne kiirendus ja tangentsiaalne kiirendus ainult siis, kui kiirus muutub suurusjärgus.

(2, 3) Teema 2. LIIKUMISVÕRRADUSED.

Küsimus 1. Saada kinemaatilised liikumisvõrrandid r(t) ja v(t).

Kaks diferentsiaalset ja omavahel seotud integraalvektori võrrandit:

→ Ja - ühtlase muutuja kinemaatilised võrrandid punktid aadressil .

Küsimus 2. Leia paisatud keha kinemaatilised liikumisvõrrandid x(t),y(t),v x(t) ja v y (t).

3. küsimus. Hankige kinematograafia. nurga all paisatud keha liikumisvõrrandid x(t),y(t),v x (t) ja v y (t).

Küsimus 4. Hankige nurga all paisatud keha liikumisvõrrand.

Teema 3. PÖÖRLEMISE KINEMAATIKA.

Küsimus 1. Pöörleva liikumise kinemaatilised omadused.

nurkne liikumine- raadiusvektori pöördenurk.

nurkkiirus- näitab, kuidas muutub raadiusvektori pöördenurk.

nurkkiirendus- näitab, kuidas nurkkiirus ajaühikus muutub.

Küsimus 2. Punkti liikumise lineaar- ja nurkkarakteristikute seos

3. küsimus. Hankige kinemaatiline võrrandw (t) ja f(t).

Seejärel on kinemaatilised võrrandid pärast integreerimist lihtsamal kujul: - sugulane. pöörleva liikumise võrdse kiirenduse (+) ja võrdse aeglustuse (-) võrrandid.

(4, 5, 6) 4. teema. ATT KINEMAATIKA.

1. küsimus. ATT määratlus. ATT translatsioonilised ja pöörlevad liikumised.

ATT on keha, mille deformatsioonid võib antud probleemi tingimustes tähelepanuta jätta.

Kõik ATT liikumised saab mõne hetketelje suhtes jaotada translatsiooniliseks ja pöörlevaks. Edasi liikumine - See on liikumine, mille käigus keha mis tahes kahe punkti kaudu tõmmatud sirgjoon liigub endaga paralleelselt. Translatsioonilise liikumise ajal teevad kõik keha punktid samu liigutusi. Pöörlev liikumine- see on liikumine, mille käigus kõik keha punktid liiguvad ringidena, mille keskpunktid asuvad samal sirgel, mida nimetatakse pöörlemisteljeks.

ATT pöörlemisliikumise kinemaatilise võrrandina piisab võrrandi teadmisest j(t) pöördenurga jaoks raadiuse vektor, mis on tõmmatud pöördeteljest keha mis tahes punktini (kui telg on paigal). See tähendab, et punkti ja ATT kinemaatilised liikumisvõrrandid ei ole põhimõtteliselt erinevad.

Teema 5. NEWTONI SEADUSED.

Teema 6. KIIRUSE JÄLJUMISE SEADUS.

Teema 7. TÖÖ. VÕIMSUS. ENERGIA.

Küsimus 7. Kahe kuuli absoluutselt elastsel kokkupõrkel kehtivad säilivusseadused.

Absoluutselt elastne löök- see on mõju, mis säilitab kogu süsteemi kineetilist energiat.

Teema 10. JÕUVÄLJAD

3. küsimus: pikkuse vähendamine.

l 0 on varda pikkus süsteemis, mille suhtes see on puhkeasendis (meie puhul tollides TO),l – selle segmendi pikkus süsteemis, mille suhtes see liigub ( K¢). sest ja leida nende vahel seos l Ja l 0: .

Seega tuleneb SRT-st, et liikuvate kehade suurusi tuleks nende liikumise suunas vähendada, kuid tegelikku vähenemist ei toimu, sest Kõik ISO-d on võrdsed.

Küsimus 2. Ideaalne gaas

Päris gaaside lihtsaim mudel on ideaalne gaas. KOOS m A krooni skoopilisest vaatepunktist on see gaas, mille gaasiseadused on täidetud ( pV = const, p/T = const, V/T = konst). KOOS m Ja krooni skoopilisest vaatepunktist on see gaas, mille puhul võime tähelepanuta jätta: 1) molekulide vastastikmõju ja 2) gaasimolekulide sisemahu võrreldes anuma ruumalaga, milles gaas asub.

Nimetatakse võrrandit, mis seob olekuparameetrid üksteisega olekuvõrrand gaas Üks lihtsamaid olekuvõrrandeid on

( ; ; ) Mendelejevi-Clapeyroni võrrand.

(n – keskendumine, k – Boltzmanni konstant) - Ideaalse gaasi olekuvõrrand teisel kujul.

Teema 15. TERMODÜNAAMIKA PÕHIMÕISTED

Küsimus 1. Põhimõisted. Pööratavad ja pöördumatud protsessid.

Pööratav protsess - see on süsteemi olekust ülemineku protsess A olekus IN, mille juures toimub vastupidine üleminek IN To A läbi samade vaheolekute ja samal ajal ei toimu ümbritsevates kehades muutusi. Süsteemi nimetatakse isoleeritud, kui see ei vaheta energiat keskkonnaga. Graafikul on olekud tähistatud punktidega ja protsessid joontega.

Koguseid, mis sõltuvad ainult süsteemi olekust ja ei sõltu protsessidest, mille kaudu süsteem sellesse olekusse jõudis, nimetatakse riigi funktsioonid. Nimetatakse koguseid, mille väärtused antud olekus sõltuvad eelnevatest protsessidest protsessi funktsioonid - see on soojus K ja töötama A, nende muutust tähistatakse sageli kui dQ, dA või . ( d- kreeka täht - delta)

Töö Ja soojust- need on kaks energiaülekande vormi ühest kehast teise. Töö tegemisel muutub kehade või kehaosade suhteline paigutus. Energia kandub üle soojuse kujul kehade kokkupuutel – molekulide termilise liikumise tõttu.

TO sisemine energia Siia kuuluvad: 1) molekulide soojusliikumise kineetiline energia (kuid mitte kogu süsteemi kui terviku kineetiline energia), 2) molekulide omavahelise interaktsiooni potentsiaalne energia, 3) molekulide kineetiline ja potentsiaalne energia. aatomite vibratsiooniline liikumine molekulis, 4) elektronide seostumisenergia tuumaga aatomis , 5) prootonite ja neutronite vastastikmõju energia aatomi tuumas. Need energiad on üksteisest väga erineva väärtusega, näiteks molekulide soojusliikumise energia 300 K juures on ~ 0,04 eV, elektroni sidumisenergia aatomis ~ 20-50 eV ja interaktsioonienergia nukleonite võimsus tuumas on ~ 10 MeV. Seetõttu käsitletakse neid koostoimeid eraldi.

Ideaalse gaasi siseenergia on selle molekulide soojusliikumise kineetiline energia. See sõltub ainult gaasi temperatuurist. Selle muutusel on sama väljendus mis tahes protsesside jaoks ideaalsetes gaasides ja sõltub ainult gaasi alg- ja lõpptemperatuurist. - ideaalse gaasi siseenergia.

16. teema.

Küsimus 1. Entroopia

Termodünaamika teine seadus, nagu ka esimene seadus, on suure hulga eksperimentaalsete faktide üldistus ja sellel on mitu sõnastust.

Tutvustame esmalt entroopia mõistet, mis mängib termodünaamikas võtmerolli. E ntroopia - S– üks olulisemaid termodünaamilisi funktsioone, mis iseloomustab aine olekut või võimalikke olekumuutusi – see on mitmetahuline mõiste.

1)Entroopia on oleku funktsioon. Selliste suuruste kasutuselevõtt on väärtuslik, kuna iga protsessi puhul on olekufunktsiooni muutus sama, mistõttu võib keerulise reaalse protsessi asendada “fiktiivsete” lihtsate protsessidega. Näiteks saab süsteemi tegeliku ülemineku olekust A olekusse B (vt joonis) asendada kahe protsessiga: isohooriline A®C ja isobaarne C®B.

Entroopia defineeritakse järgmiselt.

Ideaalsete gaaside pöörduvate protsesside jaoks saab saada valemeid entroopia arvutamiseks erinevates protsessides. Väljendame dQ I algusest ja asenda see väljendiga dS .

pöörduvate protsesside entroopia muutumise üldavaldis.

Integreerimisega saame avaldised entroopia muutumise kohta erinevates isoprotsessides ideaalgaasides.

Küsimus 2,3,4.isobaarne, isohooriline, isotermiline

Kõigis entroopiaarvutustes on oluline ainult süsteemi lõpp- ja algoleku entroopiate erinevus

2)Entroopia on energia hajumise mõõt.

	Paneme kirja pöörduva isotermilise protsessi termodünaamika esimese seaduse, võttes seda arvesse dQ = T × dS ja väljendada tööd dA
Termodünaamilist funktsiooni nimetatakse vabaks energiaks, suurust aga seotud energiaks.
Valemitest võime järeldada, et kogu süsteemi sisemist energiavarustust ei saa tööks muuta U. Osa energiast T.S. ei saa muuta tööks, see hajub keskkonnas. Ja see "seotud" energia on seda suurem, mida suurem on süsteemi entroopia. Seetõttu võib entroopiat nimetada energia hajumise mõõduks.

3)Entroopia on süsteemi häire mõõt

Tutvustame termodünaamilise tõenäosuse mõistet.Jagame kasti n sektsioonid Liigub vabalt kõigis kasti lahtrites N molekulid. Esimeses sektsioonis on N 1 molekulid teises sektsioonis N 2 molekulid...,

V n- lahter - Nn molekulid. Võimaluste arv w, mida saab levitada N molekulide poolt n olekuid (osakondi) nimetatakse termodünaamiline tõenäosus. Teisisõnu näitab termodünaamiline tõenäosus, kui palju mikro distributsioonid saame selle kätte makro jaotus See arvutatakse järgmise valemiga:

Näiteks arvutamine w Vaatleme süsteemi, mis koosneb kolmest molekulist 1, 2 ja 3, mis liiguvad vabalt kolme kambriga kastis.

Selles näites N=3(kolm molekuli) ja n = 3(kolm sektsiooni), peetakse molekule eristatavaks.

Esimesel juhul on makrojaotus molekulide ühtlane jaotus sektsioonide vahel; seda saab saavutada 6 mikrojaotusega. Sellise jaotuse tõenäosus on suurim. Ühtlast jaotust võib nimetada “segaduseks” (analoogiliselt ruumis hajutatud asjadega) Viimasel juhul, kui molekulid kogunevad ainult ühte sektsiooni, on tõenäosus väikseim. Lihtsamalt öeldes teame igapäevaste vaatluste põhjal, et õhumolekulid on ruumis enam-vähem ühtlaselt jaotunud ning kõigi molekulide ühte ruuminurka kogunemine on peaaegu täiesti võimatu. Kuid teoreetiliselt on selline võimalus olemas.

Boltzmann oletas, et entroopia on otseselt võrdeline termodünaamilise tõenäosuse loomuliku logaritmiga:

Järelikult võib entroopiat nimetada süsteemi ebakorrapärasuse mõõdupuuks.

Küsimus 6. Nüüd saame sõnastada termodünaamika II seaduse.

1) Soojusisolatsiooniga süsteemis toimuvate protsesside puhul ei saa süsteemi entroopia väheneda:

Märk “=” viitab pöörduvatele protsessidele, märk “>” viitab pöördumatutele (reaalsetele) protsessidele. Avatud süsteemides võib entroopia mis tahes viisil muutuda.

Teisisõnu, suletud reaalsüsteemides on võimalikud ainult need protsessid, milles entroopia suureneb. Entroopia on seotud termodünaamilise tõenäosusega, mistõttu selle suurenemine suletud süsteemides tähendab süsteemi “korratuse” suurenemist, s.t. molekulid kipuvad saavutama sama energiaoleku ja aja jooksul peavad kõik molekulid olema sama energiaga. Sellest järeldati, et meie universum püüdleb termilise surma poole. "Maailma entroopia kipub maksimumini" (Clausius). Kuna termodünaamika seadused on tuletatud inimkogemuse põhjal Maa skaalal, jääb lahtiseks küsimus nende rakendatavusest universumi skaalal.

3) „Teist tüüpi igiliikurit on võimatu ehitada, s.o. selline perioodiliselt töötav masin, mille tegevus seisneks ainult koorma tõstmises ja termilise reservuaari jahutamises" (Thomson, Planck)

Peab olema ka keha, kellele osa soojusest “peab” andma. Teatud kehalt soojust lihtsalt eemaldada ja tööks muuta on võimatu, sest sellise protsessiga kaasneb küttekeha entroopia vähenemine. Seetõttu vajame veel ühte korpust - külmkappi, mille entroopia järjekorras suureneb DS = 0. Need. Soojust võetakse kerisest, tänu sellele töö saab tehtud, kuid osa soojusest läheb “kaotsi”, s.t. üle külmkappi.

Küsimus 7. RINGPROTSESSID (TSÜKLID)

Ringprotsess või tsükkel on protsess, mille käigus süsteem naaseb pärast rea olekute läbimist oma algsesse olekusse. Kui protsess viiakse läbi päripäeva, nimetatakse seda otsene, vastupäeva - tagurpidi. Sest siseenergia on oleku funktsioon, siis ringprotsessis

Nimetatakse seadet, milles kulutatakse soojust ja saadakse tööd soojusmootor. Kõik soojusmasinad töötavad otsetsüklis, mis koosneb erinevatest protsessidest. Seadet, mis töötab pöördtsüklis, nimetatakse külmutusmasin. Külmutusmasinas kulub töö ja selle tulemusena eemaldatakse külma kehalt soojust, s.o. tekib selle keha täiendav jahutamine.

Mõelgem Carnot' tsükkel ideaalseks soojusmootoriks. Eeldatakse, et töövedelik on ideaalne gaas ja hõõrdumist ei esine. See kahest isotermist ja kahest adiabaadist koosnev tsükkel ei ole reaalselt teostatav, kuid mängis tohutut rolli termodünaamika ja soojustehnika arengus ning võimaldas analüüsida soojusmasinate efektiivsust.

1-2 isotermiline paisumine		edastatav soojus läheb gaasitööle
2-3 adiabaatiline laienemine		gaas töötab sisemise energia tõttu
3-4 isotermiline kokkusurumine		välised jõud suruvad gaasi kokku, kandes soojust keskkonda
4-1 adiabaatiline kompressioon		gaasiga tehakse tööd, suureneb selle siseenergia
(- adiabaatilistest võrranditest)	kogu töö tsükli kohta; täielik graafikul A võrdne alaga, mida katab kõver 1-2-3-4-1

Seega teatati tsükli ajal gaasist K 1 soojus kandub külmkappi 2. küsimus soojus ja töö saadud A.

Saadud avaldisest järeldub, et: 1) efektiivsus on alati väiksem kui ühtsus,

2) Tõhusus ei sõltu töövedeliku tüübist, vaid ainult küttekeha ja külmiku temperatuurist, 3) efektiivsuse tõstmiseks on vaja tõsta küttekeha temperatuuri ja vähendada külmiku temperatuuri. Kaasaegsetes mootorites kasutatakse küttekehana tuleohtlikke segusid - bensiini, petrooleumi, diislikütust jne, millel on teatud põlemistemperatuurid. Keskkond toimib enamasti külmikuna. Järelikult saab tõhusust tõesti tõsta ainult mootori ja masina erinevate komponentide hõõrdumise vähendamisega.

Teema 18. Küsimus 1. AINE KOGUOLEKUD

Molekulid on keerukad elektriliselt laetud osakeste süsteemid. Põhiosa molekulist ja kogu selle positiivne laeng on koondunud tuumadesse, nende mõõtmed on umbes 10–15–10–14 m ja molekuli enda suurus koos elektronkihiga on umbes 10–10 m. Üldiselt on molekul elektriliselt neutraalne. Selle laengute elektriväli koondub peamiselt molekuli sisse ja väheneb järsult väljaspool seda. Kui kaks molekuli interakteeruvad, ilmnevad samaaegselt nii külgetõmbe- kui ka tõukejõud, mis sõltuvad erinevalt molekulide vahelisest kaugusest (vt joonis – punktiirjooned). Molekulidevaheliste jõudude samaaegne toime annab jõu sõltuvuse F kauguselt r molekulide vahel, iseloomulik kahele molekulile, aatomile ja ioonile (tahke kõver). Suurtel vahemaadel molekulid praktiliselt ei interakteeru, väga lühikestel vahemaadel domineerivad tõukejõud. Mitme molekuli läbimõõduga kaugustel toimivad külgetõmbejõud. Kaugus r o kahe molekuli tsentrite vahel, millel F=0,- see on tasakaaluasend. Kuna jõud on seotud potentsiaalse energiaga F=-dE higi /dr, siis annab integreerimine potentsiaalse energia sõltuvuse r(potentsiaalne kõver) . Tasakaaluasend vastab minimaalsele potentsiaalsele energiale - U min. Erinevate molekulide puhul on potentsiaalikõvera kuju sarnane, kuid arvulised väärtused r o Ja U min on erinevad ja määratud nende molekulide olemusega.

Lisaks potentsiaalile on molekulil ka kineetiline energia. Igal molekulitüübil on oma minimaalne potentsiaalne energia ja kineetiline energia sõltub aine temperatuurist ( E kin~ CT). Olenevalt nende energiate vahelisest suhtest võib antud aine olla ühes või teises agregatsiooniseisundis. Näiteks võib vesi olla tahke aine (jää), vedelik või aur.

Inertgaaside jaoks U min on väikesed, mistõttu muutuvad nad väga madalatel temperatuuridel vedelaks. Metalle on suurtes kogustes U min seetõttu on nad kuni sulamistemperatuurini tahkes olekus - see võib olla sadu ja tuhandeid kraadi.

3. küsimus.

Niisutamine toob kaasa asjaolu, et anuma seintel olev vedelik “libiseb” mööda seina ja selle pind muutub kõveraks. Laias anumas on see kumerus peaaegu märkamatu. Kitsates torudes - kapillaarid– seda efekti saab visuaalselt jälgida. Pindpinevusjõudude mõjul tekib (võrreldes atmosfääriga) täiendav rõhk Dр, mis on suunatud vedeliku pinna kumeruskeskme poole.

Lisarõhk kõvera vedelikupinna lähedal Dr põhjustab kapillaarides oleva vedeliku tõusu (niisumisel) või langust (kui see ei niisuta).

Tasakaaluseisundis on lisarõhk võrdne vedelikusamba hüdrostaatilise rõhuga. Laplace'i valemist ümmarguse ristlõikega D kapillaari jaoks p = 2s /R, hüdrostaatiline rõhk R = r g h. Võrdsus Dр = R, leiame h.

Valemist on selge, et mida väiksem on kapillaari raadius, seda suurem on vedeliku tõus (või langus).

Kapillaarsuse nähtus on looduses ja tehnikas ülimalt levinud. Näiteks niiskuse tungimine mullast taimedesse toimub selle tõusu kaudu kapillaarkanalite kaudu. Kapillaarnähtused hõlmavad ka niiskuse liikumist piki ruumi seinu, mis põhjustab niiskust. Kapillaarsus mängib õli tootmisel väga olulist rolli. Õli sisaldavate kivimite pooride suurus on äärmiselt väike. Kui toodetud õli osutub kivimi suhtes mittemärgutavaks, ummistab see torukesed ja seda on väga raske välja tõmmata. Lisades vedelikule teatud aineid isegi väga väikestes kogustes, saate oluliselt muuta selle pindpinevust. Selliseid aineid nimetatakse pindaktiivsed ained. raadiuse vektor ristkülikukujulises Descartes'i koordinaatsüsteemis:

Kuhu - helistati punkti koordinaadid.

vektor, mis ühendab keha algpositsiooni selle järgneva asendiga. ja sain parima vastuse

Vastus kasutajalt Winter37[guru]
Mehaaniline liikumine on keha asukoha muutumine ruumis aja jooksul teiste kehade suhtes.
Kõikidest mateeria liikumisvormidest on seda tüüpi liikumine kõige lihtsam.
Näiteks: kella osuti liigutamine ümber sihverplaadi, inimesed kõnnivad, puuoksad kõikuvad, liblikad lehvivad, lennuk lendab jne.
Keha asendi määramine igal ajahetkel on mehaanika põhiülesanne.
Keha liikumist, mille kõik punktid liiguvad võrdselt, nimetatakse translatsiooniliseks.
Materiaalne punkt on füüsiline keha, mille mõõtmed antud liikumistingimustel võib tähelepanuta jätta, arvestades, et kogu selle mass on koondunud ühte punkti.
Trajektoor on joon, mida materiaalne punkt oma liikumise ajal kirjeldab.
Tee on materiaalse punkti trajektoori pikkus.
Nihe on suunatud sirgjooneline segment (vektor), mis ühendab keha algset asendit selle järgneva asendiga.
Võrdlussüsteem on: referentskeha, sellega seotud koordinaatsüsteem, aga ka seade aja lugemiseks.
Karusnaha oluline omadus. liikumine on selle suhtelisus.
Liikumise relatiivsus on keha liikumine ja kiirus erinevate võrdlussüsteemide suhtes (näiteks inimene ja rong). Keha kiirus fikseeritud koordinaatsüsteemi suhtes on võrdne keha kiiruse geomeetrilise summaga liikuva süsteemi suhtes ja liikuva koordinaatsüsteemi kiiruse geomeetrilise summaga fikseeritud koordinaatsüsteemi suhtes. (V1 on rongis viibiva inimese kiirus, V0 on rongi kiirus, siis V=V1+V0).
Klassikaline kiiruste liitmise seadus on sõnastatud järgmiselt: materiaalse punkti liikumiskiirus statsionaarseks võetava tugisüsteemi suhtes on võrdne liikuvas süsteemis oleva punkti liikumiskiiruste vektorsummaga ja liikuva süsteemi liikumiskiirus paigalseisva süsteemi suhtes.
Mehaanilise liikumise omadused on omavahel seotud kinemaatiliste põhivõrranditega.
s = v0t + at2/2;
v = v0 + at.
Oletame, et keha liigub ilma kiirenduseta (lennuk marsruudil), selle kiirus ei muutu pikka aega, a = 0, siis on kinemaatilised võrrandid kujul: v = const, s = vt.
Liikumist, mille puhul keha kiirus ei muutu, st keha liigub sama palju mis tahes võrdse aja jooksul, nimetatakse ühtlaseks sirgjooneliseks liikumiseks.
Stardi ajal suureneb raketi kiirus kiiresti, st kiirendus a > O, a == konst.
Sel juhul näevad kinemaatilised võrrandid välja järgmised: v = v0 + at, s = V0t + at2/ 2.
Sellise liikumise korral on kiirusel ja kiirendusel samad suunad ning kiirus muutub võrdselt mis tahes võrdsete ajavahemike jooksul. Seda tüüpi liikumist nimetatakse ühtlaselt kiirendatud liikumiseks.
Auto pidurdamisel väheneb kiirus võrdselt mis tahes võrdse aja jooksul, kiirendus on väiksem kui null; kuna kiirus väheneb, on võrrandid kujul: v = v0 + at, s = v0t - at2/ 2. Sellist liikumist nimetatakse ühtlaselt aeglaseks.