Все законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
Скорость света- величина постоянная и не зависит от скорости источника или приемника.
Билет
№20.
Формулы
преобразования Лоренца:
ЗАМЕЧАНИЯ:
1) При v << c преобразования Лоренца переходят в преобразования Галилея.
2)
Т.к. в преобраз присутствует
, то мы можем использ эти преобраз только
для с-м отсчёта, движ со скоростью v <
c.
Билет
№21.
Билет №22.
Билет №23.
Если для импульса тела воспользоваться ф-лой p = m0v, то при переходе от с-мы B, в кот предположительно вып з-н сохр импульса, к с-ме A рав-во нарушается.
Попытаемся
подобрать такое выраж для импульса,
чтобы y-компонента импульса сохраняла
свой внешний вид при 
переходе
из одной системы отсчёта в другую.
m0 – масса покоя.
Возьмем в качестве
интервала времени собственное время
dτ' = dτ. Тогда
Для
энергии:
Билет №24.
Пространство-время
(x,y,z,A)-мировая точка Процесс-мировая линия
Инт-расст между 2 мир т-ми.
∆S2=c2∆t2-∆x2-∆y2-∆z2
∆S122<0 – пространств подобный
∆S132>0 -временно подобный
∆S142=0 -свето подобный
∆S=inv
В силу того что
Имеем
Билет №25.
Е=mc2
1)c=inv
2)E0=m0c2=inv
3)E≠inv E= m0c2/√1-V2/c2
p≠inv p= m0V/√1-V2/c2
Билет №26.
Термодинамическая система — это некая физическая система, состоящая из большого количества частиц, способная обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. Также обычно полагается, что такая система подчиняется статистическим закономерностям. Для термодинамических систем справедливы законы термодинамики.
Термодинамические параметры можно вводить только для равновесного состояния
системы.
Равновесие – это такое состояние, которое сохраняется сколь угодно долго при не-
изменных внешних условиях.
Процесс
– любое изменение состояния системы.
Идеальный газ – газ, подчиняющийся законам Бойля-Мариотта и Гей-Люссака.
Термодинамические параметры – параметры, характеризующие систему в целом.
//Равнове́сный тепловой процесс — тепловой процесс, в котором система проходит непрерывный ряд бесконечно близких равновесных термодинамических состояний.
Равновесный тепловой процесс называется обратимым, если его можно провести обратно и в телах, окружающих систему, не останется никаких изменений.
Реальные процессы изменения состояния системы всегда происходят с конечной скоростью, поэтому не могут быть равновесными. Реальный процесс изменения состояния системы будет тем ближе к равновесному, чем медленнее он совершается, поэтому равновесные процессы называют квазистатическими.
Идеальным газом называется газ, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом на расстоянии и имеют исчезающе малые размеры. Соударения молекул со стенками сосуда являются абсолютно упругими.
Уравнение
состояния идеального
газа (иногда уравнение Клапейрона или уравнение Менделеева — Клапейрона) —
формула, устанавливающая зависимость
между давлением, молярным
объёмом и абсолютной
температуройидеального
газа.
Уравнение имеет вид:
,
где
— давление,
— молярный
объём,
— универсальная
газовая постоянная
— абсолютная
температура,К.
Так
как 
,
где 
— количество
вещества,
а 
,
где 
—
масса, 
— молярная
масса,
уравнение состояния можно записать:
Эта форма записи носит имя уравнения (закона) Менделеева — Клапейрона.
Уравнение,
выведенное Клапейроном содержало некую
неуниверсальную газовую постоянную 
,
значение которой необходимо было
измерять для каждого газа:
Менделеев же обнаружил, что прямо пропорциональна , коэффициент пропорциональности он назвал универсальной газовой постоянной.
Термодинамика изучает пять основных процессов идеальных газов: изохорный, (v= const) происходящий при постоянном объеме газа; изобарный, (р = const) происходящий при постоянном давлении; изотермический, (Т = const) происходящий при постоянной температуре; адиабатный, (q = 0) протекающий без подвода или отвода теплоты, т.е. протекающий без теплообмена с окружающей средой; политропный — обобщенный процесс изменения всех параметров рабочего тела при наличии теплообмена; для него четыре предыдущих процесса являются частными случаями.
Микро- и макросостояния
Микросостояние — это состояние системы, определяемое одновременным заданием координат и импульсов всех составляющих систему частиц. Знание микросостояния в некоторый момент времени позволяет однозначно предсказать эволюцию системы во все последующие моменты.
Макросостояние — это состояние системы, характеризуемое небольшим числом макроскопических параметров. Одно макросостояние может быть реализовано большим числом микросостояний за счет перестановки частиц, не меняющей наблюдаемого состояния.
Статистическое описание больших систем существенно опирается на следующие постулаты.
1. Все разрешенные микросостояния равновероятны.
2. Термодинамически равновесным является то макросостояние, которое реализуется наибольшим числом микросостояний, т. е. является наиболее вероятным состоянием
Билет №27.
Макропараметры– параметры, характеризующие состояние каждого элемента сис-
темы в отдельности.
Пример микропараметра: vi – скорость хаотического движения i-й молекулы.
Рассмотрим однородный газ, состоящий из одинаковых молекул массой m0. Все
молекулы имеют разные скорости
Рассмотрим однородный газ, состоящий из один м-л массой m0. Все м-лы имеют разные скорости.
ni – число молекул, скорости которых лежатв интервале vi ÷ vi + ∆v.
- Основное уравнение
МКТ.
Билет № 28.
Число степеней свободы – это наименьшее число независимых координат, с помощью которых определяется положение тела в пространстве.
Билет №29.
Термодинамическая система — это процесс или среда, которая используется при анализе передачи энергии. Термодинамическая система — это любая зона или пространство, ограниченное действительными или воображаемыми границами, выбранными для анализа энергии и ее преобразования. Границы ее могут быть неподвижными или подвижными.
Пространство, смежное с границей, называется средой. У всех термодинамических систем есть среда, которая может являться источником теплоты или забирать ее. Среда может также проделать работу над системой или испытывать на себе работу системы.
Системы бывают замкнутыми или открытыми. В замкнутой только энергия пересекает ее границы. Следовательно, теплота может переходить через границы замкнутой системы в среду или из среды в систему.
Состояние термодинамической
системы определяется
физическими свойствами вещества.
Температура, давление, объем, внутренняя
энергия, энтальпия и
энтропия — это свойства, определяющие
состояние, при котором существует
вещество. Так как состояние системы —
это состояние равновесия, его можно
определить, только когда свойства
системы стабилизированы и больше не
изменяются.Другими словами, состояние
системы м
ожно
описать, когда она находится в состоянии
равновесия с окружающей средой.
Билет 30.
U1-2 = Q1-2 + A1-2' = Q1-2 - A1-2 (13.1) Q1-2 = U1-2 + A1-2, (13.2)
Q = dU + A, (13.3)
Первое начало термодинамики. Формула (13.1) является выражением закона сохранения энергии. Действительно, исходя из опыта, для любого способа перехода ТС из состояния 1 в состояние 2 изменение внутренней энергии не зависит от способа такого перехода. Для бесконечно малых приращений параметров состояния первое начало термодинамики можно сформулировать, исходя из формулы (13.3):
элементарное количество теплоты, сообщенное термодинамической системе, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение системой работы.
Количество теплоты, как следует из первого начала термодинамики, измеряется в тех же единицах, что работа или энергия, т.е. в Джоулях. Существует механический эквивалент теплоты, определенный экспериментально.
1 Дж = 4.19 кал.
В случае совершения термодинамического цикла приращение внутренней энергии равняется нулю и, исходя из первого начала термодинамики, получим, что:
A = Q.
Другими словами, для циклического процесса работа, совершаемая ТС, не может быть больше количества теплоты, сообщенного ей, т.е.
невозможно создание вечного двигателя первого рода или невозможно создать периодически действующий двигатель, который бы совершал большую работу, чем полученная извне энергия.
Если в изолированной ТС не происходит никаких превращений энергии, кроме теплообмена между телами, входящими в эту систему, то количество теплоты, отданное охлаждающимися при этом телами, равно количеству теплоты, полученному телами, которые нагреваются. Суммарная внутренняя энергия системы при этом не меняется, т.е. U1-2 = 0. Это выражение называется уравнением теплового баланса.
Теплоемкость при постоянном давлении. Уравнение Майера. В случае нагревания газа при постоянном давлении выражение (13.6) можно записать в виде:
Cp = dU/dT + P·dV/dT.
Воспользовавшись уравнением Менделеева-Клапейрона и выражением (13.7), получим, что
Cp = Cv + R. (13.9)
Выражение (13.9) называется уравнением Майера. Оно показывает, что расширение моля идеального газа при постоянном давлении и изменении его температуры на 1 Кельвин требует дополнительного, по сравнению с изобарическим расширением, количества теплоты, необходимого для совершения работы. Это значение равно универсальной газовой постоянной.
Воспользовавшись выражением (13.8), получим
Cp = (i + 2)·R/2. (13.10)
Применение первого начала термодинамики к различным изопроцессам.
Расчет внутренней энергии и количества теплоты при изохорическом процессе. Исходя из выражения для расчета работы (13.4), очевидно, что в данном процессе газ работы не совершает. Следовательно, согласно первому началу термодинамики (13.3) и выражению для молярной теплоемкости (13.7)
для произвольной массы реального газа при изохорическом процессе изменение его внутренней энергии равно количеству сообщенной ему теплоты:
dU = Q = (m/)·Cv·dT. (13.12)
Обратите внимание, что для идеального газа выражение (13.12) окажется справедливым для расчета изменения внутренней энергии для любых процессов. Действительно, поскольку изменение внутренней энергии обусловлено только изменением кинетической энергии частиц ТС (температурой), а потенциальная энергия их взаимодействия при любом состоянии газа равна нулю, то дополнительный фактор, связанный с изменением объема (расстояния между частицами), не приведет к изменению выражения для расчета величины dU.
Для идеального газа dU = (m/)·Cv·dT (13.13) для любых термодинамических процессов.
Итак, внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры.
Расчет работы и количества теплоты при изобарическом процессе. Для изобарического процесса работа газа при произвольном изменении его объема равна
A1-2 = P·(V2 - V1). (13.14)
Подставив в (13.14) выражение для расчета объема через давление и температуру, полученное из уравнения Менделеева-Клапейрона, будем иметь, что
A1-2 = (m/)·R·(T2 - T1). (13.15)
Количество теплоты сообщенное или отведенное от газа будет равно:
Q = Cp·dT.
Эта теплота идет на совершение работы и изменение внутренней энергии, равной dU = (m/)·Cv·dT.
Из выражения (13.15) следует физический смысл универсальной газовой постоянной.
Универсальная газовая постоянная численно равна работе, которую совершает один моль идеального газа при изобарическом расширении и изменении температуры на 1 К.
Расчет работы и количества теплоты при изотермическом процессе. Работа газа при произвольном изменении его объема равна:
(13.16)
Подставив в (13.16) выражение для расчета давления через объем итемпературу, полученное из уравнения Менделеева-Клапейрона, будем иметь, что для изотермического процесса:
A1-2 = (m/)·R·T·ln(p1/p2). (13.17)
Изменение внутренне энергии при изотермическом процессе равняется нулю dU = 0, следовательно, исходя из первого начала термодинамики, все количество теплоты идет на совершение газом работы Q = A и
Q1-2 = A1-2 = (m/)·R·T·ln(p1/p2).
Билет 31.
IV. Адиабатный процесс (изоэнтропийный процесс)
Адиабатический процесс – это процесс, протекающий без теплообмена с внешней
средой.
Практическое осуществление:
Надежная теплоизоляция.
Быстрый процесс (не успевает пройти теплообмен)
Билет 32.
Билет 33.
