11. Сумма кинетической и потен-

потенциальной энергии тел называет-

называется полной механической

энергией. Для полной механической энергии закон сохранения энергии имеет следующее выражение:

полная механическая энергия

замкнутой системы тел,

взаимодействующих силами тяготения и упругости, остается

неизменной. Основное содержание закона сохранения энергии заключается не только в установлении факта сохранения полной механической энергии, но и в установлении

возможности взаимных

превращений кинетической и

потенциальной энергии тел в равной количественной мере при

взаимодействии тел.

Закон сохранения энергии

раскрывает физический смысл

понятия работы. Работа сил тяготения и сил упругости, с одной стороны, равна увеличению кинетической

энергии, а с другой стороны, —

уменьшению потенциальной

энергии тел. Следовательно, работа равна энергии, превратившейся из

одного вида в другой.

Закон сохранения полной

механической энергии в процессах с участием сил упругости и гравитационных сил является одним из основных законов механики. Знание этого закона упрощает решение многих задач, имеющих большое значение в практической жизни.

42. Идеальный газ. В модели идеального газа предполагается следующее: молекулы обладают енебрежимо малым объемом по сравнению с объемом сосуда, между молекулами не действуют

силы притяжения, при

соударениях молекул друг с другом и со стенками сосуда действуют силы отталкивания.

Уравнение pV=m/Mkt показывает, что возможно одновременное

изменение пяти параметров,

характеризующих состояние

идеального газа. Однако многие

процессы в газах, происходящие в

природе и осуществляемые в

технике, можно рассматривать

приближенно как процессы, в

которых изменяются лишь два

лараметра из пяти. Особую роль

в физике и технике играют

три процесса — изотермический,

изохорный и изобарный.

Изотермическим процессом на-

называется процесс, протекающий при постоянной температуре Т. Из уравнения состояния идеального газа следует, что при постоянной температуре Т и неизменных значениях массы газа и его молярной массы М произведение давления р газа на его объем V должно оставаться постоянным.

Изобарным процессом называется процесс, протекающий при неизменном давлении р и условии

т = const и М=const.

Изохорным процессом называется процесс, протекающий при неизменном объеме V и условии то = const

и М = const.

Молекул газа очень много, и

удары их о стенку следуют один

за другим с очень большой час-

частотой. Среднее значение

геометрической суммы сил,

действующих со стороны отдельных молекул при нх столкновениях со стенкой сосуда, и является силой давления газа. Давление газа равно отношению модуля силы давления F к площади стенки S:р=3/2пЁ.

47. Теплообмен. Процесс переда-

передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы

называется теплообменом или

теплопередачей. Теплообмен

происходит между телами,

имеющими разную температуру. При установлении контакта между

телами с различной температурой в результате взаимодействия атомов или молекул на границе соприкосновения тел происходит передача части внутренней энергии от тела с более

высокой температурой к телу,

у которого температура ниже.

Энергия, переданная телу в

результате теплообмена,

называется количеством теплоты.

Удельная теплоемкость. Если

процесс теплопередачи не со-

сопровождается работой (А = 0), то на основании первого закона

термодинамики количество теп-

теплоты Q равно изменению

внутренней энергии тела AU:

Средняя энергия беспорядочного

поступательного движения мо-

молекул пропорциональна

абсолютной температуре. Изменение внутренней энергии тела равно алгебраической сумме изменений энергии всех атомов или молекул. Число атомов или

молекул пропорционально массе тела, поэтому изменение внутренней энергии AU тела и,

следовательно, количество теплоты Q пропорционально его массе т и изменению температуры AT: Удельная теплоемкость вещества не является его однозначной характеристикой. В зависимости от условий, при которых осуществляется теплопередача, а именно от значения работы А, сопровождающей этот процесс, одинаковое количество теплоты, переданное телу, может вызвать различные изменения его внутренней энергии и, следовательно, температуры. В

таблицах обычно приводятся данные об удельной теплоемкости вещества при условии постоянного объема тела, т. е. при условии равенства нулю работы внешних сил.