11.Дүниенің электрмагниттік көрінісіне сипаттама беріңіз: оны құрайтын негізгі теориялар, принциптер, кеңістік пен уақыт, қозғалыс концепциялары. Жақыннан əсер ету принципіне түсінік беріңіз.

Уақыт ұғымы адамның оқиғалардың ауысуын сезінуінің нәтижесінде, заттардың жағдайының біртіндеп өзгеруі арқылы жүзеге асырылады. Күнделікті адам санасында кеңістік пен уақыт үғымы қалыпты тұрмыстық жағдай ретінде есептелінеді, материя уақыт пен кеңістіктің аумағында қарастырылып, материя жоғалған күйде де, олар сақталып қала береді деп есептеледі. Мұндай көзқарас кеңістік пен уақытқа абсолютті мән береді, және бұл жайлы И.Ньютонның «Табиғат философиясының математикалық бастамалары» атты еңбегінде нақты анықтама берілді. Бұл жерде абсолютті кеңістік пен уақыт жаратылыстың материалдық процестерден тәуелсіз өзін-өзі басқаратын элементтері ретінде қарастырылады. Бұл концепция «қара жәшік концепциясы» деп аталады. Бірақ оларда субстанцияның ең маңызды қасиеті- әр түрлі денелерді тудыру қабілеті жоқ. Сонымен қатар басқа концепциялар да бар (Беркли, Мах, Авенариус тағы басқа) олар кеңістік пен уақытты адам санасына тәуелді етіп көрсетеді. Кеңістік пен уақыт мәселелері жақыннан әсер ету және алыстан әсер ету концепцияларымен тығыз байланысты. Алыстан әсер ету гравитациялық және электр күштерінің бір сәтте абсолюттік кеңістік арқылы таралуы, ең соңында өзінің көздеген мақсатына құдайдың буйрығымен жетеді. Ал жақыннан әсер ету концепциясы (Декарт, Гюйгенс, Френель, Фарадей) кеңістікті зат пен эфирдің жалғасы ретінде қарастырады. Өзара әрекеттесу мен кеңістікті түсіну классикалық физиканың шеңберінде дами отырып, XX ғасырда одан әрі дамыды. Кеңістік пен уақыт қайтадан материя атрибуты ретінде оны анықтайтын байланыстары және өзара байланыстары арқылы түсіндірледі. Уақыт пен кеңістіктің қазіргі кездегі түсінігі А.Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы арқылы түсіндіріледі

12.Ішкі энергияның анықтамасы жəне оны өзгерту тəсілдерін атаңыз. Термодинамиканың 1 заңы жəне оның физикалық мағынасын беріңіз.

Дененің барлық молекулаларының жылулық қозғалысының кинетикалық энергиясы мен өзара әрекеттесуінің потенциалдық энергиясының қосындысын дененің ішкі энергиясы деп атайды.Дененің толық энергиясын емес, ішкі энергиясының өзгерісін ғана өлшеуге болады. Дене қатты, сұйық және газ тәрізді күйде ме, әлде тұтас немесе майда ұнтақталған ба – бәрібір дененің ішкі энергиясын оның температурасына байланысты.Әрқашан дененің ішкі энергиясы болады. Ішкі энергия дененің қозғалысына да, бұл дененің басқа денелерге қатысты тұрған орныныа да тәуелді емес.Денемен жұмыс істелмей немесе дененің өзі жұмыс істемей тұрғандағы ішкі энергияның өзгеру процесі жылу берілу деп аталады.Анағұрлым көбірек қыздырылған дене бөлшектерінің кинетикалық энергиясы көп болғандықтан, ол азырақ қыздырылған денемен жанасқанда, азырақ қызған дене бөлшектеріне тікелей энергия береді.Жылу берілудің үш түрі бар: жылуөткізгіштік, конвекция және сәуле шығару.

Ішкі энергияның дененің көбірек қыздырылған бөлігінен дененің басқа азырақ қыздырылған бөлігіне тікелей немесе аралық денелер арқылы берілу құбылысы жылуөткізгіштік деп аталады.Ішкі энергияның дененің көбірек қыздырылған бөлігінен дененің басқа азырақ қыздырылған бөлігіне тікелей немесе аралық денелер арқылы берілу құбылысы жылуөткізгіштік деп аталады.

Ерекшелігі:

► қатты, сұйық және газдарда жүре алады;

►зат өзі орынын ауыстырмайды;

►әртүрлі заттардың жылуөткізгіштігі түрліше болады.

Қатты заттар – ең жақсы жылуөткізгіштер

Сұйықтар – нашар жылуөткізгіштер

Газдар – өте нашар жылуөткізгіштер

Вакуум – оқшаулағыш, жылу өткізбейді.

Термодинамиканың бірінші заңы – энергияның сақталу заңы деп атаса да болады. Бұл заң адамзаттың барлық іс- тәжірибелерінде және табиғаттың барлық құбылыстарында орындалады. Энергия негізінен бір-біріне өтіп тұратын екі формада болады:1.Жылулық энергиясы.2.Жұмыс энергиясы.

Сол себептен термодинамиканың бірінші заңы жылулық энергиясымен жұмыс арасындағы қатынастарды анықтайды. Әлбетте бұл қатынас жүйенің ішкі энергиясының немесе жүйенің жалпы энергиясының өзгерісі ∆U процесінде қаралады. Жекешеленген изоляцияланған жүйенің ішкі энергияның тұрақтылығының төмендегі қорытынды келіп шығады.Жүйенің прцесс кезінде ішкі энергияның өзгеруі осы жүйеге берілген жылулық мөлшерімен осы жүйенің атқарған жұмысы арасындағы айырмашылыққа тең болады, яғни ∆U=Q─W. Бұл жерде ∆U- дененің ішкі энергияның өзгерісі, ал Q- жүйеге беретін жылулық, ал W- жүйенің атқарған жұмысы. Q=∆U+W

Жүйеге берілген жылулық жүйенің ішкі энергиясын өзгертуге жұмыс істеуге жұмсалады. Соңғы теңдеу термодинамиканың бірінші заңының матаматмкалық сипаттамасы саналады.Термодинамиканың бірінші заңы былайша анықталады:Жүйеге берілген жылулық, жүйенің ішкі энергиясын асыруға ∆U және сыртқы жұмыстар V- жұмыс орнындауға жұмсалады. Егерде жүйе өзгерісі өте кішкентай болса, бұл теңдецді былайша жазсақ болады:δQ=dU+δW δQ – өте аз мөлшердегі жылулық, dU – өте аз мөлшердегі ішкі энергияның өсуі,δW – элементар жұмыс.Егерде жүйе бір жағдайдан екінші жағдайға өтетін болса, онда жүйенің ішкі энергиясы бір жағдайда өседі, кейбір жағдайда азаяды. Сол себептен ішкі энергия өзгерісі ∆U оң және теріс шамаларға ие болады.Термодинамиканың бірінші заңының бірнеше анықтамалары бар, бірақ олардың барлығы бір түрлі мағынаны сипаттайды.Физикада қоршаған ортамен жүйе шекарасы арқылы масса және энергия алмасу ерекшеліктеріне байланысты жүйелер 3 түрлі болып жіктеледі:1.Изоляцияланған жүйелер қоршаған ортамен энергиямен де, массамен де алмаспайтын жүйелер.2.Жабық жүйелер қоршаған ортамен тек энергиямен алмасып, затпен алмаспайтын жүйелер.3.Ашық жүйелер қоршаған ортамен энергиямен де, затпен де алмасатын жүйелер.Егер де дене Q – жылу мөлшерін қабылдаса, онда оның ішкі энергиясы осы мәнге өседі U = Q немесе басқа сөзбен айтқанда дене Q мөлшерде жылу қабылдаса белгілі бір жұмыс А орындай алады. Мыс, газдың көлемі ұлғайып, поршенді көтеруі мүмкін. Жылу қабылдаған дене жұмыс жасаса ішкі энергияның өсуі азырақ болады. Дененің ішкі энергиясының өзгеруі дене қабылдаған энергиямен жасалған жұмыстың айырмасына тең болады:U = Q – A (1) Немесе басқаша айтқанда жүйенің сыртқы ортадан алған жылуы оның ішкі энергиясын өсіруге және сыртқы күштерге қарсы жұмыс жасалуына жұмсалады.Q = U + A (2)Жұмыс сыртқы қысым күштеріне қарсы жұмыс және максималды пайдалы жұмыстан құралады. A = *Amax + PdV (3)

Мұндағы *Amax –максималды пайдалы жұмыс, PdV – сыртқы қысым күш қарсы жұмыс.Теңдеу термодинамиканың І-заңы д.а. Мұнда ешқандай жаңа физикалық идея жоқ.. Бұл тек энергияның санталу заңының жаңаша, ішкі энергияны ескере отырып, айтылатын түрі.Бұл заң- адамзаттың көп ғасырлық тәжірибесінің жалпы қорытындысы.

13 «Энтропия» ұғымын түсіндіріңіз. ЭнтропияНы қалай өлшеуге жəне қалай өзгертуге болады? Энтропия жəне оның өсу заңын тұжырымдап, мысал келтіріңіз.

Энтропия - энергияның кайтымсыз түрде таралуының өлшемі. Статикалық физикада энтропия - қандай да бір макроскопиялық жағдайдың болу мүмкіншілігінің өлшемі.

Зерттеулеу нәтижесінде Клаузиус энтропияның төмендегідей қасиеттерін белгіледі:

1. энтропия жүйе күйінің функцясы және кез-келген нүктеде жүйе күйінің параметрлерімен анықталады.

2. бірнеше денелерден тұратын жүйенің энтропиясы осы денелердің энтропияларының қосындысына тең.

3. оқшауланған жүйеде жүретін қайтымды дөңгелек прцестің энтропиясының өзгерісі нөльге тең

4.оқшауланған жүйеде жүретін қайтымсыз прцестің энтропиясы артады

XIX ғасырдың ортасында әлемдік жылу өлімі проблемасы пайда блды. Клаузиустың түсіндіруі бойынша әлем тұйық жүйе, оған термодинмиканың екінші бастамасын қолдануға болады, олай болса әлемнің энтропиясы өзінің ең үлкен мәніңе жетеді, яғни өозғалыстың барлық формалары тек жылулық түрге айналады. Жылудың ыстық денеден суық денеге ауысуы салдарынан әлемдегі барлық денелердің температурасы теңеледі де, толықтай жылулық тепе-теңдік орын алады. Мұның нәтижесінде әлемдегі барлық процестер тоқталады да Әлемге жылулық өлім қаупі төнеді.Әрине бұл қате түсінік, өйткені термодинамиканың екінші бастамасын шексіз, тұйықталмаған, әрі ылғи өзгеріп отыратын әлем жүйесіне қолдануға болмайды.Энтропияны жүйе күйінің термодинамикалық ықтималдығымен байланыстыра отырып, оның физикалық мәнін алғаш түсіндірген Л.Больцман болды. Жүйе күйінің термодинамикалық ықтималдығы макроскопиялық жүйенің берілген күйге қанша тәсілмен жететінін көрсететін сан.Л.Больцман формуласынан энтропияның берілген макро күйге сәйкес жүйенің микрокүйі санының логарифмімен анықталатындығын көреміз. Олай болса энтропия термодинамикалық жүйе күйінің ықтималдық өлшемі ретінде қарастырылатындығын байқаймыз. Больцман формуласы бойынша энтропия термодинамикалық жүйе күйінің ықтималдық өлшемі ретінде қарастырылатын байқаймыз. Больцман формуласы бойынша энтропияға төмендегідей статискалық түсінік беруге болады.Энтропия жүйе ретсіздігінің өлшемі болады

14. Термодинамиканың үшінші заңын тұжырымдаңыз жəне оны ашық жүйеге қолдану қандай қиындықтарға алып келеді?

Термодинамиканың үшінші бастамасы.Барлық оқшауланған жүйеде қайтымсыз процестер өткенде жүйе энтропиясы артады. Энтропия реттелмеген, ретсіз жүйе мөлшерін көрсетеді. Энтропияның абсолют мәндерін анықтау үшін оның ең болмағанда қандай да бір белгілі температура кезіндегі абсолют мәнін білуіміз керек. Энтропияның мұндай мәнін Нернст ұсынған термодинамиканың үшінші бастамасы деп аталатын теорема анықтап береді. Нернст теоремасы бойынша температура абсолют ноль болғанда қандай дененің болмасын энтропиясы нольге тең. Бұл қағи-даны былайша түсіндіруге болады. Клаузиустың ұйғаруынша, егер бүкіл әлем кеңістігін оқшауланған жүйе деп қарастырып, оған термодинамиканың екінші бастамасын қолдансақ, онда оның энтропиясы бара-бар өзінің ең жоғарғы максимум мәніне жетуі керек, сөйтіп барлық қозғалыс түрі келешекте жылуға ауысып, барлық ыстығырақ денелердің температуралары суығырақ денелерге өтіп, әлемде тепе-теңдік күй қалыптасады. Оның салда-рынан әлем кеңістігіндегі барлық процестер тоқталып, жылулық апат қаупі туады деді. XIX ғасырда айтылған осы пікірдің бір кемшілігі термодинамиканың екінші бастамасын сол кездегі кейбір оқымыстылар (идеалистер) шегі жоқ және үздіксіз қозғалыста, дамуда болатын әлем кеңістігіне қодануға болмайтынын түсінбеді. Кейінірек көптеген ғалымдар (материалистер) XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың басында бұл пікірді жоққа шығарды.