20. Гироскопические силы. Применение гироскопов.

Чтобы ось гироскопа изменила свое направление в пространстве, необходимо отличие от нуля момента внешних сил. Если момент внешних сил, приложенных к вращающемуся гироскопу больше нуля, то наблюдается гироскопический эффект. Если ось гироскопа закреплена под­шипниками, то вследствие гироскопиче­ского эффекта возникают так называемые гироскопические силы, действующие на опоры, в которых вращается ось гироско­па. Их действие необходимо учитывать при конструировании устройств, содержа­щих быстровращающиеся массивные со­ставные части.

Гироскопы применяются в различных гироскопических навигационных приборах (гирокомпас, гирогоризонт и т. д.). Другое важное применение гироскопов — поддер­жание заданного направления движения транспортных средств, например судна (авторулевой) и самолета (автопилот) и т. д. При всяком отклонении от курса вследствие каких-то воздействий (волны, порыва ветра и т. д.) положение оси ги­роскопа в пространстве сохраняется. Сле­довательно, ось гироскопа, поворачивается от­носительно движущегося устройства.

21. Закон Архимеда.Закон Архимеда формулируется следующим образом: на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа). Сила называется силой Архимеда:

где   — плотность жидкости (газа),   — ускорение свободного падения, а   — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности).

38. Внутренняя энергия системы. Первое начало термодинамики.

Первое начало термодинамики

Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил.

Вну́тренняя эне́ргия тела— это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Можно определить только изменение внутренней энергии

39. Работа, совершаемая газом при изменениях объема.

 Рассмотрим, например, газ, находящийся под поршнем в цилиндрическом сосуд.е. Если газ, расширяясь, передвигает поршень на бесконечно малое расстояние dl, то производит над ним работу

 

40. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа.

Для идеального газа внутренняя энергия равна:

,

где   - количество степеней свободы,   - универсальная газовая постоянная.

Теплоёмкость идеального газа — отношение количества теплоты, сообщённого газу, к изменению температуры δТ, которое при этом произошло.

42. Уравнение адиабаты идеального газа.

Адиабати́ческий— термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается тепловой энергией с окружающим пространством .

Вывод уравнения

Согласно закону Менделеева — Клапейрона для идеального газа справедливо соотношение

Уравнение адиабатического процесса для идеального газа.

43. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

Изобарный процесс

Работа, совершаемая газом при расширении или сжатии газа, равна  .

Количество теплоты, получаемое или отдаваемое газом, характеризуется изменением энтальпии:  .

Изохорный процесс

Из определения работы следует, что изменение работы при изохорном процессе равно:

при изохорном процессе газ работы не совершает:

А=0.

Изменение внутренней энергии идеального газа можно найти по формуле:

,

При изохорном процессе газ не выполняет работу. То есть, имеет место равенство:

,

то есть вся теплота, которую получает газ идёт на изменение его внутренней энергии.

Изотермический процесс

Первый закон термодинамики для изотермического процесса записывается в виде:

где подразумевается, что внутренняя энергия системы в изотермическом процессе не изменяется.

Изоэнтропийный процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной энтропии (S=const). Изоэнтропийным является, например, обратимый адиабатический процесс: в таком процессе не происходит теплообмена с окружающей средой. Идеальный газ в таком процессе описывается следующим уравнением:

где   — показатель адиабаты, определяемый типом газа.