Базовые понятия и определения

Материя

Материя – объективная реальность, существующая независимо от человеческого сознания и отображаемая им.

Все в мире материально. Атомы и их составные части, химические элементы, клетки живого организма, люди, планеты – различные формы существования материи. Неотъемлемым свойством материи, всеобщей формой ее существования, является движение в пространстве и во времени.

Движение

Движение – в философии: форма существования материи; в физи- ке: изменение положения тела или его частей относительно других тел.

Движение в пространстве связано с длиной пройденного пути и временем, затраченным на этот путь.

Расстояние

Расстояние – геометрическое понятие, содержание которого зависит от того, для каких объектов оно определяется.

Например, расстояние между двумя точками – длина соединяющего их отрезка прямой; расстояние от точки до прямой (или плоскости) – длина отрезка перпендикуляра, опущенного из этой точки на данную прямую (или плоскость).

Длина

Длина – протяжение в том направлении, в котором две крайние точки линии лежат на наименьшем расстоянии друг от друга.*

Длина обозначается ℓ (L). В СИ в качестве основной единицы длины принят м е т р. Долгое время эталоном м е т р а служила одна десятимиллионная часть четверти Парижского меридиана. С 1983 года принято новое определение метра: метр равен расстоянию, проходимому в вакууме плоской электромагнитной волной за 1/ 299 792 458 долей секунды.

______

* Длина отрезка прямой – расстояние между его концами, длина ломанной – сумма длин ее звеньев; длина кривой – предел длины вписанной в нее ломаной, когда число ее звеньев, неограниченно возрастает, причем длина каждого звена стремится к нулю. Измерение длины отрезка основано на сравнении его с отрезком, длина которого принимается за единицу.

Масса

Масса – в философии: количественная мера материи тела; в физике: мера инертности тела по отношению к действующей на него силе.

В качестве единицы массы в СИ принят к и л о г р а м м. Килограмм равен массе эталона, хранящегося в Международном бюро мер и весов во Франции. Прототипом эталона определили массу 1дм³ чистой воды при ее наибольшей плотности (t = 4 ⁰С). Обозначают массу m.

Моль

В СИ за единицу количества вещества принят м о л ь (М). Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде – 12, массой 0,012 кг. Установлено, что в 12 г углерода имеется 6 ·10²³ атомов. Такое количество структурных элементов в любом другом веществе имеет другую массу. Отсюда, один килограмм какого – либо химического элемента имеет строго определенное число молей.

Моль – расчетная единица, эталона для его воспроизведения не существует. Массу одного моля вещества называют м о л я р н о й массой.

Молярную массу обозначают μ. Единица молярной массы СИ – килограмм на моль (кг/моль).

Время

Время – в философии: объективная форма существования материи;

в физике – продолжительность протекания какого-либо процесса.

Единица времени СИ – с е к у н д а (с), обозначение: τ (либо t). Секунду до относительно недавнего времени (до1960 г.) определяли как 1/86 400 часть средних солнечных суток. Успехи в атомной физике позволили создать более точные эталоны времени.

Физический закон

Физический закон – это найденная на опыте и установленная путем обобщения опытных данных количественная или качественная объективная зависимость одних физических величин от других.

Модель сплошной среды

Модель, согласно которой в физике рассматривается вещество как непрерывно распределенная по пространству среда, не имеющая ни пустот, ни разрывов и обладающая физическими свойствами реального вещества (твердого тела, капельной жидкости, газа, плазмы).

Применение модели сплошной среды позволяет использовать математический аппарат дифференциального и интегрального исчисления.

Температура

Температура – скалярная физическая величина, характеризующая тепловое состояние системы. Согласно молекулярно – кинетической теории температура связана с интенсивностью движения микроструктурных частиц материи. Численное значение температуры представляет собой величину отклонения теплового состояния тела от теплового равновесия с другим телом, состояние которого принято за начало отсчета.

Шкала для измерения температуры определяется выбранным началом ее отсчета. В настоящее время система единиц СИ предусматривает применение двух температурных шкал: т е р м о д и н а м и ч е с к у ю (абсолютную шкалу) и м е ж д у н а р о д н у ю п р а к т и ч е с к у ю (МПШТ). По первой шкале за начало отсчета условно принимается абсолютный ноль температуры. Единица измерения термодинамической температуры – кельвин, обозначение: Т.

По второй шкале за начало отсчета выбрано состояние, соответствующее таянию льда в воде, это 273,15 К. Температуру по этой шкале выражают в градусах Цельсия (⁰ С) и обозначают t. Градус (температурный) – общее название различных единиц температуры, соответствующих различным температурным шкалам, 1К = 1 ⁰С.

Связь между температурами по установленным шкалам имеет вид:

Т = t + 273,15.

В ряде стран еще используется внесистемная шкала, выраженная в градусах Фаренгейта (⁰ F). Пересчет температуры со шкалы Фаренгейта на шкалу Цельсия проводится по выражению

t = (t_F – 32) .

Давление

Давление – физическая величина, характеризующая напряженное состояние сплошных сред, численно – это интенсивность нормальных сил, с которыми одно тело действует на поверхность другого.

Давление обозначается p, за его единицу в СИ принят паскаль (Па).

Один паскаль в неподвижной среде равен давлению, вызываемому нормальной силой 1Н, действующей на поверхность, равную 1 м² (1Па=1Н/м²). Допускается применение следующих единиц: бар (1бар = 1 ⁵ Па), техническая атмосфера (1ат = 1 кгс/см² = 0,981 10⁵ Па), физическая атмосфера (1атм = 1,01 10⁵ Па), миллиметр ртутного столба (1 мм рт.ст. = 133,3 Па), миллиметр водяного столба (1 мм вод. ст. = 9,81 Па).

Давление в системе, отсчитываемое от нулевого значения, называется а б с о л ю т н ы м и обозначается p_абс. Абсолютное атмосферное давление, именуют б а р о м е т р и ч е с к и м (p_бар.). Давление в системе, превышающее атмосферное (барометрическое), называют и з б ы т о ч н ы м (р _изб), а недостающее до атмосферного – р а з р я ж е н и е м (р_раз), или вакуумметрическим давлением (р_вак).

Удельный объем

Удельный объем – физическая величина, равная отношению объема тела к его массе:

=V/ m,

где – удельный объем, м³/кг;

V – объем,м³;

m – масса, кг.

Плотность

Плотность – физическая величина, равная отношению массы тела к его объему:

ρ = m/V,

где ρ – плотность, кг/м³.

m – масса, кг;

V – объем,м³.

Удельный вес

Удельный вес – вес единицы объема тела:

= G/V = ρ g,

где γ – удельный вес, Н/м³;

G – вес тела в объеме V, Н;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

В отличие от плотности ρ удельный вес не является физической характеристикой тела, так как зависит от места измерения.

Энергия

Энергия – это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи.

Энергия независимо от конкретных форм проявления обозначается Е. За единицу энергии в СИ принят д ж о у л ь (Дж). Джоуль – это энергия, затраченная системой при перемещении точки вследствие приложения силы 1 Н на расстояние 1 м в направлении действия силы, то есть 1 Дж = 1 Н ٠ 1 м. Вычислить абсолютное значение энергии невозможно, так как нет ноля отсчета энергии. Такое положение не играет существенной роли для практики, потому что при исследовании энергообмена важна не абсолютная величина энергии, а ее изменение.

Дата добавления: 2015-06-04