Билет №15.

1) Энергия - единая скалярная мера различных форм движения материи. Характеризует способность систем совершать работу.

Теплота - энергия хаотического движения и взаимодействия частиц тел. Теплота является микрофизической формой передачи энергии от однонго тела к другому при наличии разности температур между ними, причем при этом имеет место обмен кинетической энергией между молекулами соприкасающихся тел, либо перенос тепла электромагнитными волнами.

Работа - макрофизическая форма передачи энергии, связанная с преодолением внешних силовых полей, либо сил давления.

Внутренняя энергия

В технической термодинамике считают, что внутренняя энергия включает:

Кинетическую энергию поступательного, вращательного и колебательного движения молекул.

Потенциальную энергию взаимодействия молекул (для реальных газов).

В более широком смысле внутренняя энергия включает также внутриатомную (например, энергию движения электронов), внутриядерную энергию и др. В термодинамике эти виды энергии не рассматриваются.

Для идеальных газов силы взаимодействия между молекулами приняты равными нулю, поэтому и = и(Т) - внутренняя энергия является однозначной функцией температуры.

Размерность удельной внутренней энергии [и] = кг

В технической термодинамике знания абсолютного значения внутренней энергии не требуется.

Обычно в технической термодинамике внутреннюю энергию отсчитывают от 0оС, а в теоретической - от 0 К - абсолютного нуля температур.

Для бесконечно малых изменений температуры в каком-либо процессе

du=Cv*dT.

После интегрирования получим U=U2-U1=CV(T2-T1). A

Отсюда следует, что изменение внутренней энергии не зависит от пути процесса, а полностью определяется начальным и конечным состояниями.

Работа расширения рабочего тела

При подводе тепла к рабочему телу в общем случае помимо изменения его внутренней энергии может совершаться работа.

Элементарная работа, отнесенная к 1кг рабочего тела (удельная работа) определяется из соотношения

dO = pdv - элементарная работа расширения.

2) Все вещества в соответствии с их способностью проводить электрический ток подразделяются на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводниками называют вещества, в которых электрически заряженные частицы - носители заряда- способны свободно перемещаться по всему объему вещества. К проводникам относятся металлы, растворы солей, кислот и щелочей, расплавленные соли, ионизированные газы. Ограничим рассмотрение твердыми металлическими проводниками, имеющимикристаллическую структуру. Эксперименты показывают, что при очень малой разности потенциалов, приложенной к проводнику, содержащиеся в нем электроны проводимости, приходят в движение и перемещаются по объему металлов практически свободно. В отсутствие внешнего электростатического поля электрические поля положительных ионов и электронов проводимости взаимно скомпенсированы, так что напряженность внутреннего результирующего поля равна нулю. При внесении металлического проводника во внешнее электростатическое поле с напряженностью Е₀ на ионы и свободные электроны начинают действовать кулоновские силы, направленные в противоположные стороны. Эти силы вызывают смещение заряженных частиц внутри металла, причем в основном смещаются свободные электроны, а положительные ионы, находящиеся в узлах кристаллической решетки, практически не меняют своего положения. В результате внутри проводника возникает электрическое поле с напряженностью Е^'. Смещение заряженных частиц внутри проводника прекращается тогда, когда суммарная напряженность поля Е в проводнике, равная сумме напряженностей внешнего и внутреннего полей, станет равной нулю:

Представим выражение, связывающее напряженность и потенциал электростатического поля, в следующем виде:

где Е - напряженность результирующего поля внутри проводника; n - внутренняя нормаль к поверхности проводника. Из равенства нулю результирующей напряженности Е следует, что в пределах объема проводника потенциал имеет одно и то же значение:  . Полученные результаты позволяют сделать три важных вывода: 1. Во всех точках внутри проводника напряженность поля  , т. е. весь объем проводника эквипотенциален. 2. При статическом распределении зарядов по проводнику вектор напряженности Ена его поверхности должен быть направлен по нормали к поверхности  , в противном случае под действием касательной к поверхности проводника компоненты напряженности   заряды должны перемещаться по проводнику. 3. Поверхность проводника также эквипотенциальна, так как для любой точки поверхности  

Билет №16.

1) Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии длятермодинамических систем.

Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца^[1]. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.

2)

Билет №17.

1)

2) В науке принято выделять две основные формы закономерной связи явлений, отличающиеся по характеру вытекающих из них предсказаний: динамические и статистические закономерности (см., например, (Философский энциклопедический словарь,1983. С.653(). В законах динамического типа предсказание имеет точный, определенный однозначный вид; в статистических же законах предсказание носит не достоверный, а лишь вероятностный характер8 .

Ниже нас будут интересовать в основном статистические закономерности (поиск таких закономерностей - основная цель анализа данных). Это - закономерности "в среднем".

Авторы книги [Тюрин, Макаров,1998, с. 18] пишут о том, что статистический подход состоит в мысленном разделении наблюдаемой изменчивости на две части, обусловленные, соответственно, закономерными и случайными причинами, и выявлении закономерной изменчивости на фоне случайной. Вероятностный характер предсказаний в статистических закономерностях обычно бывает обусловлен действием множества случайных факторов, которые имеют место в статистических совокупностях. Статистическая закономерность возникает как результат взаимодействия большого числа элементов, составляющих совокупность и характеризуют не столько поведение отдельного элемента совокупности, сколько всю совокупность в целом. Проявляющаяся в статистических закономерностях "необходимость" возникает вследствие взаимной компенсации и уравновешивания множества случайных факторов, "пробивает" себе дорогу через массу случайноcтей, контрпримеров, отступлений от нее.

Другими словами, интересующий нас подход позволяет "за деревьями увидеть лес" - например, за специфичностью, неповторимостью каждого человека усмотреть тенденции, имеющие место "в среднем" для всех респондентов изучаемой совокупности.

Статистическими являются часто употребляемые социологами утверждения типа: "средний возраст рабочих-металлургов равен 30 годам", "выбор профессии выпускниками школ не связан с их полом", "такая-то радиопередача имеет самый высокий рейтинг среди слушателей" и т.д.

Роль изучения статистических закономерностей для социологии вряд ли можно переоценить. Они вполне адекватно описывают массовые явления случайного характера, а именно такого рода явления и изучает обычно социолог.

О громадной роли изучения статистических закономерностей в эмпирических науках, в том числе - в эмпирической социологии, говорят многие авторы - философы, социологи, историки, математики. См., например, [Ракитов, 1981; Давыдов, 1991; Ноэль, 1993; Гумилев, 1993; Тюрин, Макаров, 1995; Фелингер, 1985]9.

Несмотря на сказанное, в литературе нет единого понимания и смысла, и роли статистических закономерностей в социологии. Поскольку понятие статистической закономерности является для нас ключевым, более подробно рассмотрим некоторые представляющиеся нам принципиальными аспекты, связанные с пониманием статистического подхода именно социологами.

Чаще всего, говоря о статистичности социальных закономерностей, исследователи имеют в виду законы развития больших социальных групп и общества в целом. При этом подобная статистичность обычно рассматривается в контексте анализа известной дилеммы о соотнесении общих закономерностей развития общества и свободой воли отдельного человека.

Билет №18.

1)

2)

Билет №19.

1) Вну́тренняя эне́ргия тела (обозначается как E или U) — это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.

Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Можно определить только изменение внутренней энергии:

где

•  — подведённая к телу теплота, измеренная в джоулях

• ^[1] — работа, совершаемая телом против внешних сил, измеренная в джоулях

U = A/q Эта формула является математическим выражением первого начала термодинамики

Для квазистатических процессов выполняется следующее соотношение:

где

•  — температура, измеренная в кельвинах

•  — энтропия, измеренная в джоулях/кельвин

•  — давление, измеренное в паскалях

•  — химический потенциал

•  — количество частиц в системе

2)