Барометрлік формула. 1 страница

Идеал газдың күй теңдеуін пайдалана отырып, , тығыздықты табамыз

Оны формулаға қойып, мынаны аламыз ,

немесе

Биіктік h₁ -ден h₂ -ге өзгергенде қысымда р₁- ге ден р₂- ге өзгереді, яғни

, немесе

Алынған формула барометрлік формула деп аталады.

2. Электр өрісінің кернеулілігі. Кернеулік векторының ағыны. Конденсаторлар сыйымдылығы. Электр өрісінің энергиясы.

Электр өрісінің кернеулігі. Зарядталған денелердің өзара әсерлесу күштері электр өрісі арқылы беріледі. Қозғалмайтын зарядтардың электр өрісін электростатикалық өріс деп атайды. Электр өрісін сандық сипаттау үшін электр өрісінің кернеулік векторы енгізілген.

Электр өрісінің кернеулігі электр өрісінде орналасқан нүктелік зарядқа әсер ететін күштің осы зарядтың шамасына қатынасына тең болады: ,

Өлшем бірлігі

Кернеулік векторының ағыны:

Кернеулік векторының бағыты оң зарядқа әсер ететін күштің бағытымен бағыттас болады.

Электр өрісінің кернеулік векторы электр өрісінің күштік сипаттамасы болып табылады, яғни электр өрісінде орналасқан бірлік оң зарядқа әсер ететін күшті анықтайды.

Барлық нүктесіндегі кернеулік векторының бағыты мен шамасы бірдей болатын электр өрісін біртекті электр өрісі деп атайды.

Электр өрісіне енгізілген зарядтарға өріс тарапынан әсер ететін күш .

Вакуумдегі нүктелік зарядтың тудыратын электр өрісінің кернеулігі:

Конденсаторлар сыйымдылығы

Бір-біріне жақын орналасқан, мөлшері бірдей әр аттас зарядтармен зарядталған екі өткізгіштен тұратын жүйені конденсатор деп, ал оны құрайтын өткізгіштерді – оның астарлары деп атайды. Конденсатордың сыйымдылығы:

С = =

өрнегімен анықталады. Мұндағы Δφ – астарлар арасындағы потенциалдар айырымы, q – конденсатордың астарындағы заряд мөлшері, U – астарларға түсірілген кернеу.

Электр өрісінің энергиясы

– тыныштықтағы нүктелік екі зарядтың энергиясы

– тыныштықтағы нүктелік зарядтар жүйесінің энергиясы .

–оқшауланған зарядталған өткізгіштің энергиясы .

– зарядталған конденсатордың энергиясы: .

-жазық конденсатордың электрстатикалық өрісінің энергиясы:

-электрстатикалық өріс энергиясының көлемдік тығыздығы:

.

3.Контурдан өтетін магнит ағыны 3 с-та 3 Вб-ден 9 Вб-ге дейін өзгереді? Контурдағы ЭҚК индукциясы неге тең.

Берілгені: Шешуі:

Вб = = 2 В

t = 3с

ЕМТИХАН БИЛЕТІ №6

1.Идеал газ. Идеал газдың молекула-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі. Идеал газ күйінің теңдеуі.

Идеал газ –бұл молекулалар арасындағы өзара әсер елеусіз аз болатын газ.

Молекулалық физика және термодинамика макроскопиялық денелердің, былайша айтқанда, өте көп микробөлшектерден (молекулалар, атомдар, иондар, электрондар т.с.с.) тұратын денелердің физикалық қасиеттерін зерттейтін физиканың бөлімдері. Осы қасиеттерді зерттеу үшін сапалы түрде алшақ және бірін-бірі толықтыратын екі әдіс қолданылады: молекулалы-кинетикалық (статистикалық) және термодинамикалық.

Жүйелерді құрайтын микробөлшектердің қозғалысы сипаттамаларының орташаланған мәндері негізінде макроскопиялық жүйелердің қасиеттерін зерттеу әдісі, молекулалы – кинетикалық (статистикалық) әдіс деп аталады. Жүйелерде жүретін энергияның алмасу заңдарына сүйене отырып макроскопиялық жүйелердің қасиеттерін зерттеу әдісі термодинамикалық деп аталады.

Молекулалы-кинетикалық теорияның (МКТ) негіздері:

1. Барлық заттар молекулалардан тұрады.

2. Молекулалардың арасында бірмезгілде өзара тарту және тебу күштері әсер етеді.

3. Молекулалар үздіксіз хаосты (бейберекет) қозғалыс күйінде болады.

Идеал газ – келесі шарттарды қанағаттандыратын газ:

- молекулалар - материялық нүктелер;

- молекулалар арасындағы тарту күштерін елемеуге болады;

- молекулалар арасындағы тебу күштері олар өзара соқтығысқан мезетте ғана ескеріледі.

Газ қысымы газ молекулаларының ыдыс қабырғаларымен сансыз көп соқтығысуларының салдары болып табылады.

Газдың күйі үш макроскопиялық параметрлермен сипатталады. температура – макроскопиялық жүйенің термодинамикалық тепе-теңдік күйін сипаттайтын физикалық шама. - абсолют температура.

Бойль – Мариотт заңы Изотермиялық процесс

Гей-Люссак заңы Изобарлық процесс:

Шарль заңы. Изохорлық процесс: .

Авогадро заңы Кез келген газдардың мольдері бірдей температура мен қысымда бірдей көлемдерді алады. Моль – 0,012 кг көміртегі құрамында қанша атом болатын болса, құрамында сонша молекулалары бар зат мөлшері. Бір моль зат мөлшерінде молекула бар. Қалыпты жағдайда (, ) кез келген заттың 1 моль мөлшері мына көлемді қамтиды

.

Дальтон заңы. Газ қоспасының қысымы сол газды құрайтын басқа газдардың парциалды қысымдарының қосындысына тең

.

Парциал қысым – газ қоспасының құрамына кіретін газдың қоспа алып тұрған көлемді жалғыз өзі қамтитындай жағдайда түсіретін қысымы.

Идеал газдың күй теңдеуі (Менделеев-Клапейрон теңдеуі)

Газдың массасы тұрақты болсын .

Газдың 1-ші () күйден 2 – ші () күйге өтуін қарастырайық.

, , - ті шығарып тастай отырып, алатынымыз

, немесе .

Бұл – Клапейрон теңдеуі. - әртүрлі газдар үшін әртүрлі газ тұрақтылары. Менделеев Клапейрон теңдеуін Авогадро заңымен біріктірді. Бір моль үшін тұрақтысы барлық газдар үшін бірдей.

, мұндағы - универсал газ тұрақтысы.

Кез-келген массалы газ үшін .

2. Тұрақты электр тогы, оның сипаттамалары және пайда болу шарттары. Электр қозғаушы күші, кернеу. Тізбектің біркелкі және әркелкі бөліктері үшін Ом заңы.

Тұрақты электр тогы. Зарядталған бөлшектердің реттелген қозғалысын - электр тогы дейміз. Электр тогы ток күші деп аталатын шамамен сипатталады. Ток күші уақыт бірлігі ішінде берілген өткізгіштің көлденең қимасынан өтетін зарядтар шамасы: . Бұл өрнек токтың лездік мәнін сипаттайды. Егер токтың күші мен бағыты уақыт өтуіне сәйкес өзгермейтін болса, онда мұндай ток тұрақты ток деп аталады: ;

Мұндағы: q - өкізгіштің көлденең қимасы арқылы t уақыт ішінде өтетін электр заряды. Тоқ күшінің өлщемі - 1 Ампер. Электр тогы өзі өткен бет бойынша біркелкі таралмауы да мүмкін. Электр тогы сан жағынан ток тығыздығы деген шамамен сипатталады. Сонымен ток тығыздығы деп өткізгіштің бірлік көлденең қимасынан өтетін ток күшін айтамыз: . Егер де ток өткізгіштің көлденең қимасынан біркелкі өтпесе, онда ток тығыздығы: .

Егер dt уақыт ішінде өткізгіштің көлденең қимасы арқылы заряд тасымалданса (мұндағы n, e, - концентрация, заряд және зарядтың реттелген қозғалысының жылдамдығы), онда ток күші .

Ал, өткізгіштегі ток тығыздығы мынаған тең болады: .

Тоқ тығыздығы - векторлық шама. Өлшем бірлігі: .

Зарядтарды тасымалдау жұмысын жасайтын бөгде күштерді, әдетте электр қозғаушы күштер (э.қ.к.) деп атайды.

Сонымен, ток көздерін э.қ.к. көздері дейді де, оны әрпімен белгілейді:

Э.қ.к. - нің өлшемі потенциал өлшеміндей, яғни 1 Кл зарядты тасымалдау үшін істелетін жұмыс 1Дж болатын э.қ.к. өлшеміне 1В алынады: .

Ток потенциалдың кему жағына қарай бағытталған. Электр күштері арқылы орын ауыстырған зарядтың жұмысы: , .

Ұзындығы l өткізгіштің ұштарындағы потенциалдар айырымы немесе кернеуі: . Мұндағы, ток көзінің э.қ.к. - і.

Ом заңдары. Өткізгіштің кедергісі. Омның тағайындаған заңы бойынша біртекті металл өткізгіштің бойымен ағатын ток күші осы өткізгішке түсірілген U кернеуге пропорционал болады: . Бұл өрнек тізбек бөлігі үшін Ом заңы деп аталады.

Тұйық тізбек үшін Ом заңы былай тұжырымдалады: тұйық тізбектегі ток күші э.қ.к.- і шамасына тура пропорционал да, тізбектің сыртқы және ішкі кедергілерінің қосындысына кері проорционал болады. Яғни, .

Бөгде күштер әсер етейтін өткізгіш біртекті өткізгіш деп аталады. R шамасы өткізгіштің электрлік кедергісі деп аталады. Өлшем бірлігі: Ом. Өткізгіштің кедергісі өткізгіштің материалына, өлшеміне және формасына байланысты.

Біртекті цилиндр тәрізді өткізгіш үшін: . Мұндағы: l - өткізгіштің ұзындығы, S – оның көлденең қимасының ауданы, өткізгіштің меншікті электрлік кедергісі.

Ом заңының дифференциалды түрі мынадай: .

Мұндағы: - материалдың өткізгіштігі деп аталады.

Өткізгіштерді тізбекке қосудың екі түрі бар: егер өткізгіштерді тізбектей қоссақ, онда олардың толық кедергісі болады. Өткізгіштерді параллель қоссақ, онда олардың толық кедергісі .

3.. Ауданы 100 см² контур индукциясы 2 Тл біртекті өрісте орналасқан. Егер контурдың жазықтықтығы индукция векторына перпендикуляр болса, контурдан өтетін магнит ағыны неге тең.

ЕМТИХАН БИЛЕТІ №7

1.Көлемі өзгерген газдың жұмысы. Жылу мөлшері. Термодинамиканың бірінші бастамасы. Жылу сыйымдылық. Идеал газдың жылу сыйымдылығының процесс түріне тәуелділігі.

Газ тек көлемі өзгергенде жұмыс атқарады. Егер газдың көлемі ұлғайса, газ оң жұмыс атқарады, ал газ сығылса (көлемі азайса) теріс жұмыс атқарады. Егер газдың қысымы тұрақты болса, онда газдың көлемі V₁ -ден V₂ -ге өзгергенде атқарылатын жұмыс A=p(V₂-V₁) өрнегімен анықталады.

Газдың көлемі өзгергенде қысымы да өзгеретін болса, онда жоғарыдағы формула тек көлемнің V аз өзгерістері үшін дұрыс орындалады. Сондықтан газдың көлемі мен қысымы өзгерген жағдайда, газ жұмысы элементар жұмыстардың қосындысы, яғни интегралдау жолымен табылады:

Энтропия ұғымын алғаш рет Клаузиус еңгізген (1865). Бұл ұғымның физикалық мағынасын анықтау үшін изотермиялық процесс кезінде дененің алатын жылуының жылуды беретін дененің температурасына қатынасын қарастырады. Бұл қатынасты

келтірілген жылу мөлшері деп атайды.

Термодинамикалық жүйенің ішкі энергиясы екі түрлі жолмен өзгереді: жүйеге жылу берілуі арқылы немесе жүйенің жұмыс атқару кезінде.Басқаша айтқанда, энергияның бір денеден екінші денеге берілуінің екі тәсілі бар: жұмыс және жылу. Механикалық қозғалыстың энергиясы жылулық қозғалыстың энергиясына ауыса алады және керісінше. Осындай ауысу кезінде энергияның сақталу және түрлендірілу заңы орындалады. Термодинамикалық процестерге қатысты бұл заң термодинамиканың бірінші бастамасы болып табылады.

Ішкі энергиясы -ге тең кейбір жүйе (поршень астындағы цилиндрдегі газ) сырттан жылу мөлшерін алып,сыртқы күштерге қарсы жұмыс атқарсын. Сонда жүйе ішкі энергиясы -ге тең жаңа күйге ауысады.

Егер жылу жүйеге берілсе оң болып саналады, ал жұмыс оң болу үшін ол сыртқы күштерге қарсы орындалу қажет.

Жүйе бірінші күйден екіншіге кез келген тәсілмен ауысқанда энергияның сақталу заңына сәйкес ішкі энергияның өзгерісі бірдей болады да мынаған тең: немесе

Дененің температурасын 1К-ге арттыру үшін оған келтірілген жылу мөлшеріне тең шаманы дененің жылу сыйымдылығы деп атайды.

Меншікті жылу сыйымдылық – бұл 1кг заттың жылу сыйымдылығы.

Мольдік жылу сыйымдылық – бұл 1 моль заттың жылу сыйымдылығы

Адиабаталық процесте ,

Менделеев-Клапейрон теңдеуін дифференциалдаcaқ

Соңғы екі теңдеуден мынаны аламыз:

екенін ескеріп және айнымалыларды жекелесек,

Интегралдағаннан кейін немесе

1 және 2 күйлер өз қалауымызша алынғандықтан,

Бұл өрнекті Пуассон теңдеуі деп атайды.

2. Вакуумдағы ток. Газдардағы ток. Термоэлектрондық эмиссия.

Вакуумдағы электр тогы термоэлектрондық эмиссия нәтижесінде алынған элеткрондардың бағытталған қозғалысы түрінде болады.

Газдардағы электр тогы дегеніміз –электрондар мен оң және теріс зарядталған иондардың бағытталған қозғалысы болып табылады.

Жоғары температурада металдардың өз бойынан едәуір мөлшерде электрондарды бөліп шығару құбылысын термоэлектрондық эмиссия құбылысы деп атайды. Термоэлектрондық эмиссия құбылысын қарапайым екі электродты шам (диод) арқылы зерттеуге болады. Сонда анодтық токтың (I~U)анодтық кернеуге тәуелділігін төмендегі суретте кескінделген сызықтармен көрсетуге болады. Осындай қисық вольт-амперлік сипаттама деп аталады. Осы анодтық токтың анодтық кернеуге тәуелділігін орыс физигі С. А. Богуславский және американ физигі И. Ленгмюр мына формула арқылы өрнектеді: мұндағы С - пропорционалдық коэффициент электродтардың (катод пен анодтың) пішіні мен мөлшеріне, сол сияқты олардың өзара орналасуына тәуелді. Кейде бұл заңдылықты екіден үш заңы деп те атайдыы.

3. Егер меншікті балқу жылуы 1,3·10⁵ Дж/кг болса, 4 кг ақ шойынның кристалдық құрылысын бұзу үшін қанша энергия жұмсау керек

ЕМТИХАН БИЛЕТІ №8

1.Идеал газ күйінің теңдеуі. Молекуланың орташа кинетикалық энергиясы. Температураның орташа кинетикалық мәні.

Идеал газдың күй теңдеуі (Менделеев-Клапейрон теңдеуі)

Газдың массасы тұрақты болсын .

Газдың 1-ші () күйден 2 – ші () күйге өтуін қарастырайық.

, ,

- ті шығарып тастай отырып, алатынымыз

, немесе .

Бұл – Клапейрон теңдеуі. - әртүрлі газдар үшін әртүрлі газ тұрақтылары. Менделеев Клапейрон теңдеуін Авогадро заңымен біріктірді. Бір моль үшін тұрақтысы барлық газдар үшін бірдей.

,мұндағы - универсал газ тұрақтысы.

Кез-келген массалы газ үшін .

Молекула қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы

Идеал газдың молекулалық – кинетикалық теориясының (МКТ) негізгі теңдеуінің екі жағын да мольдік көлемге көбейтейік.

Дата добавления: 2014-12-27