Асноўныя падручнікі па фізіцы

Каб растлумачыць незваротныя тэрмадынамічныя працэсы, навукоўцы сфармулявалі другі закон тэрмадынамікі. Другі закон тэрмадынамікі тлумачыць, якія працэсы могуць адбывацца ў Сусвеце, а якія не могуць. Адзін навуковец па імені Р. Дж. Э. Клаўзіус (1822-1888) зрабіў наступнае сцвярджэнне:

Натуральна, цяпло пераходзіць ад аб'ектаў з высокай тэмпературай да аб'ектаў з нізкай тэмпературай; натуральна, цяпло не пераходзіць ад аб'ектаў з нізкай тэмпературай да аб'ектаў з высокай тэмпературай (другі закон тэрмадынамікі — сцвярджэнне Клаўзіуса).

Сцвярджэнне Клаўзіуса з'яўляецца адным са спецыяльных сцвярджэнняў другога закона тэрмадынамікі. Яно называецца спецыяльным сцвярджэннем, таму што яно дастасоўна толькі да аднаго працэсу, звязанага з цеплаперадачай. Паколькі гэта сцвярджэнне не звязана з іншымі працэсамі, нам патрэбна больш агульнае сцвярджэнне. Распрацоўка агульнага сцвярджэння другога закона тэрмадынамікі заснавана на вывучэнні цеплавых рухавікоў. Таму спачатку мы абмяркуем цеплавую актыўнасць рухавіка.

Больш падрабязна

Артыкул Тэрмадынамічныя працэсы: ізатэрмічны Адыябатычны Ізахарычны Ізабарны

Існуе чатыры тэрмадынамічныя працэсы, а менавіта ізатэрмічныя, ізахарычныя, ізабарныя і адыябатычныя працэсы.

Ізатэрмічны працэс (пастаянная тэмпература)

У ізатэрмічным працэсе тэмпература сістэмы падтрымліваецца пастаяннай. Тэарэтычна, аналізаваная сістэма з'яўляецца ідэальным газам. Тэмпература ідэальнага газу прама прапарцыйная ідэальнай унутранай энергіі газу (U = 3/2 n RT). T не змяняецца, таму U таксама не змяняецца. Такім чынам, калі прымяніць да ізатэрмічнага працэсу, першы закон тэрмадынамічнага ўраўнення прымае выгляд:

Больш падрабязна

Тэрмадынамічны працэс

Цяпло (Q) — гэта энергія, якая пераходзіць ад аднаго аб'екта да іншага з-за розніцы тэмператур. Калі казаць пра сістэмы і асяроддзі, цяпло — гэта энергія, якая пераходзіць ад сістэмы да асяроддзя, або энергія, якая пераходзіць з асяроддзя ў сістэму з-за розніцы тэмператур. Калі тэмпература сістэмы вышэйшая за тэмпературу навакольнага асяроддзя, цяпло будзе пераходзіць ад сістэмы да навакольнага асяроддзя. Калі тэмпература навакольнага асяроддзя вышэйшая за тэмпературу сістэмы, то цяпло пераходзіць з навакольнага асяроддзя ў сістэму.

Цяпло (Q) — гэта энергія, якая перамяшчаецца з-за рознасці тэмператур, тады як праца (Вт) звязана з перадачай энергіі праз працу. Напрыклад, калі сістэма выконвае працу над навакольным асяроддзем, то энергія перамяшчаецца ад сістэмы да навакольнага асяроддзя. І наадварот, калі навакольнае асяроддзе выконвае працу над сістэмай, то энергія перамяшчаецца з асяроддзя ў сістэму.

Больш падрабязна

Няпругкія сутыкненні

Закон захавання кінетычнай энергіі не дзейнічае ў няпругкіх сутыкненнях. Закон захавання імпульсу дзейнічае ў няпругкіх сутыкненнях толькі ў тым выпадку, калі на два аб'екты, якія сутыкаюцца, не дзейнічае знешняя сіла. Пры няпругкім сутыкненні два аб'екты зліпаюцца або прымацоўваюцца адзін да аднаго пасля сутыкнення.

Прыклад пытання 1.

Два аб'екты маюць аднолькавую масу, а менавіта 1 кг. Аб'ект 1 рухаецца па роўнай плоскасці са хуткасцю 10 м/с і сутыкаецца з аб'ектам два, які знаходзіцца ў стане спакою. Пасля сутыкнення два аб'екты зліпаюцца. Якая хуткасць двух аб'ектаў пасля сутыкнення?

Больш падрабязна

Часткова пругкія сутыкненні

Пры часткова пругкіх сутыкненнях дзейнічае закон захавання імпульсу, а закон захавання кінетычнай энергіі — не. У момант сутыкнення частка кінетычнай энергіі пераўтвараецца ў гукавую энергію, цеплавую энергію і ўнутраную энергію. Выкарыстанне слова «пругкі» азначае, што пасля сутыкнення два аб'екты не зліпаюцца, а адскокваюць.

Прыкладам часткова пругкага сутыкнення з'яўляецца аднамернае сутыкненне двух шарыкаў або двух більярдных шароў.

Больш падрабязна

Захаванне лінейнага імпульсу

Закон захавання імпульсу сцвярджае, што калі на два аб'екты, якія сутыкаюцца, не дзейнічае знешняя сіла, то імпульс аб'ектаў да сутыкнення роўны імпульсу аб'ектаў пасля сутыкнення.

p1 ₊ p2 = p1 _' + p2 _' …………………….. Раўнанне _1.4

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = m ₁ v ₁ ' + m ₂ v ₂ '

Калі пасля сутыкнення абодва аб'екты зліпнуцца разам,

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

Больш падрабязна

Ідэальна пругкія сутыкненні

Сутыкненне двух аб'ектаў называецца ідэальна пругкім сутыкненнем, калі імпульс або кінетычная энергія кожнага аб'екта да сутыкнення роўны імпульсу і кінетычнай энергіі кожнага аб'екта пасля сутыкнення. Іншымі словамі, закон захавання імпульсу і закон захавання кінетычнай энергіі прымяняюцца ў ідэальна пругкіх сутыкненнях. Выкарыстанне слова "пругкі" азначае, што пасля сутыкнення два аб'екты не зліпаюцца або не злучаюцца адзін з адным, а адскокваюць. Імпульс кожнага аб'екта захоўваецца.

Імпульс кожнага аб'екта захоўваецца.

Больш падрабязна

Прынцып працы-механічнай энергіі

Тэарэма аб працы і кінетычнай энергіі сцвярджае, што чыстая праца або праца, выкананая чыстай сілай, роўная змене кінетычнай энергіі.

W _net = TO _t – TO _o = 1⁄2 м(v _t ² – v _o ² )

W _net = Існуюць два тыпы сіл, а менавіта кансерватыўная сіла і некансерватыўная сіла. Такім чынам, працу net можна разглядаць як працу, выкананую кансерватыўнай сілай, і працу, выкананую некансерватыўнай сілай.

W _c + W _nc = ΔKE

Больш падрабязна

Работа, выкананая кансерватыўнымі сіламі, патэнцыяльная энергія

Разгледзьце аб'ект, які рухаецца вертыкальна ўверх, а затым вяртаецца ў зыходнае становішча пасля дасягнення максімальнай вышыні. Калі аб'ект рухаецца вертыкальна ўверх, вага выконвае над ім адмоўную працу. Калі аб'ект рухаецца ўверх, вышыня аб'екта павялічваецца. Такім чынам, гравітацыйная патэнцыяльная энергія аб'екта таксама павялічваецца. Можна зрабіць выснову, што адмоўная праца, выкананая вагой, роўная павелічэнню гравітацыйнай патэнцыяльнай энергіі (ГЭ) аб'екта.

Больш падрабязна

Кансерватыўная сіла і некансерватыўная сіла

1. Кансерватыўная сіла

1.1 Вага (в)

Разгледзьце аб'ект, які рухаецца вертыкальна ўверх, пакуль не дасягне максімальнай вышыні, перш чым рухацца ўніз да свайго зыходнага становішча. Пры руху вертыкальна ўверх на h вага рухаецца супрацьлегла па кірунку перамяшчэння. Такім чынам, вага выконвае адмоўную працу над аб'ектам. 

W = wh (cos 180 ^o ) = – wh = – mgh

Пасля дасягнення максімальнай вышыні аб'ект рухаецца ўніз да свайго зыходнага становішча на вышыню h. Пры руху ўніз вага рухаецца ў тым жа кірунку, што і перамяшчэнне. Паколькі кірунак руху той жа, што і перамяшчэнне, вага выконвае дадатную працу.

Больш падрабязна