Работа при изменении объёма газа в цилиндре под поршнем

5 6 7 8 9 10 11

F_г - cила, с которой газ действует на поршень; A_г - работа газа

F - cила, с которой поршень (внешняя сила) действует на газ

А - работа внешних сил, действующих на газ F =- F_гА= -A_гIII Ньютона

A_г = PΔV Р - давление газа; ΔV - изменение объёма; ΔV = V₂ – V₁

А= -A_г= - PΔV; если ΔV>0 газ расширяется, то A_г>0, А<0

если ΔV< 0 газ сжимается, то A_г<0 А>0; A_г= RΔT = RΔT=PΔV

График работы газа. Р = соnst T = соnst

изобарный процесс изотермический процесс

A_г = площади прямоугольника A_г ≈ площади трапеции 10

Строение атомного ядра 21(2). Изотопы – вещества, занимают одну клетку в ПСМ, поэтому заряд ядра, число электронов, протонов и химические свойства одинаковы, но отличаются массой ядра, числом нейтронов и радиоактивностью. Изотопы есть у всех элементов ПСМ. У водорода три изотопа: - лёгкий водород Н₂0; - тяжёлый водород, дейтерий, дейтрон D₂0 – тяжёлая вода, ядохимикат, кипитпри t = 101, 2⁰ С, замерзает при t = 3,8⁰С; - сверхтяжёлый водород, тритий, - радиоактивен, Т= 12 лет
Дейтерий и тритий применяются в термоядерной реакции. Ядерные реакции (превращение одних ядер в другие) подчиняются закону сохранения масс (зарядов): сумма масс (зарядов) ядер, вступивших в реакциюравна сумме масс (зарядов) ядер, получившихся в результате ядерной реакции.

Впервые 1919 г Резерфорд осуществил ядерную реакцию: Значение реакции: 1) впервые азот превратил в кислород, 2) в ядре азота - лёгкий водород- протон, 3) протоны входят в состав ядер всех элементов, Z – число протонов = порядковый № элемента = заряд ядра = числу электронов.

В 1932 г Д.Чедвик осуществил ядерную реакцию: Значение реакции: 1) бериллий превратил в углерод, 2) в ядре бериллия - нейтроны, 3) нейтроны входят в состав ядер всех элементов, N – число нейтронов, А – массовое число А = Z + N, N = А – Z. Протон + нейтрон называют нуклоном.

Вывод: ядра всех элементов состоят из протонов и нейтронов. Ядерные силы – силы, удерживающие протоны и нейтроны, в 100 раз превышают электрические силы, самые мощные, «богатырь с короткими руками», так как проявляются на расстоянии = 10^-13см (размер ядра). Е_св - энергия связи – энергия,

которая необходима для расщепления ядра на нуклоны или энергия, которая выделяется при образовании ядра за счёт слияния протонов и нейтронов. Е_св определяем на основе уравнения Эйнштейна «взаимосвязи массы и энергии» Е = mс²: ничтожное изменение массы влечёт за собой огромное изменение энергии. М_я – масса ядра, m_p - масса одного протона, m_n - масса одного нейтрона, Z m_p – масса всех протонов,N m_n – масса всех нейтронов, М_я < Z m_p+ N m_n ΔМ = (Z m_p+ N m_n) - М_я ΔМ = дефект масс, Е_св = ΔМс²Энергией связи обладают - лучи; при образовании 4г гелия выделяется такая же энергия, как и при сгорании 2-х вагонов каменного угля. Ядерными реакциями называют изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. С помощью ускорителя заряженных частиц протонам, дейтронам, - частицам сообщается кинетическая энергия.

Радиоактивность 22(2). Радиоактивность открыл в 1896г французский учёный А. Беккерель: крупинки урана, облучённые солнечным светом, положил на фотопластинку, завёрнутую в чёрную бумагу; после проявления на фотопластинке появилась фотография крупинок урана. Если уран не облучать солнечным светом, то результат тот же. Значит, уран самопроизвольно излучает неизвестные лучи. Радиоактивность – явление самопроизвольного излучения. В 1898г фр. учёные Пьер и Мария Склодовская – Кюри открыли новые радиоактивные элементы: полоний и радий. Состав радиоактивного излучения обнаружил англ. учёный Резерфорд на основе опыта: на дно

узкого канала в куске свинца помещён радий. Против канала

находилась фотопластинка. На излучение, выходившее из канала

действовало сильное электрическое поле. Излучение распадалось на

3 пучка. 1) - лучи + ядра гелия слабо отклоняются к «-»

в электр.поле, скорость в 15 раз меньше скорости света, крупные

частицы, поэтому сильно поглощаются средой с наименьшей

проникающей способностью; 2) - лучи – поток электронов

очень мелкие частицы, поэтому сильно отклоняются к «+» в электрическом поле, слабо поглощаются средой, скорость близка скорости света; 3) - лучи - короткие эл/м волны,

не изменяют направление в электрическом и магнитном полях, распространяются со скоростью света, обладают самой большой проникающей способностью. На интенсивность излучения не влияет время, нагревание, увеличение давления, химические реакции, в которые вступали радиоактивные вещества. В результате радиоактивного излучения выделяется тепловая энергия; происходит превращение атомов одного химического элемента в атомы другого химического элемента, сопровождаемое испусканием:

1) + + или 2) + или 3) + ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА.

Т - период полураспада – время, в течение которого распадается половина числа радиоактивных атомов. Т_урана = 4,5 млрд лет; Т_радия = 1600 лет; Т_радон = 3,8 суток

N - число радиоактивных атомов в любой момент времени. t = 0, то N₀ - число радиоактивных атомов t = Т, то N= t = 2Т, то N= t = 3Т, то N= t = nТ, то N=

N= N₀ 2^- - закон радиоактивного распада, статистический. Радиоактивные атомы «не стареют». Распад любого атома – это не «смерть от старости», а «несчастный случай».

Символика обозначения атомных ядер на примере ядра атома гелия: ; 4- масса ядра, 2- заряд ядра

22(2) Тепловые двигатели – устройства, превращающие внутреннюю

энергию топлива в механическую. Двигатели внешнего сгорания: паровая

машина, турбина. Двигатели

внутреннего сгорания ДВС: реактивные, карбюраторные(инжекторные)

4-х тактные, дизель.Основные части ТД: 1) нагреватель (котёл, цилиндр)

Т₁- температура нагревателя;2) рабочее тело (пар, горючая смесь);3) холодильник, обеспечивает цикличность (многоразовость) работы ТД(атмосферный воздух, конденсаторы) Т₂ - температура холодильника. Работа 4-х тактного ДВС. I такт «Всасывание» изобарное расширение 1-2

II такт «Сжатие» изотермическое(адиабатное) сжатие 2-3 изохорное нагревание 3-4

III такт «Рабочий ход» изотермическое (адиабатное)расширение 4-5

IV такт «Выпуск» изохорное охлаждение 5-2 изобарное охлаждение 2-1

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя - _эта

Q₁- количество теплоты, отдаваемое нагревателем рабочему телу;

Q₂- количество теплоты, отдаваемое рабочим телом холодильнику;

А^I- полезная работа двигателя; А^I= Q₁- Q₂;

_{реального ТД}= 100%=(1- ) 100% - рабочее тело – реальное топливо≈40%

_{идеальной тепловой машины} = 100% =(1 - )100% - рабочее тело – идеальный газ = _max≈62%

Пути повышения КПД: - повышение Т₁ одновременно понижение Т₂; - использование тугоплавких материалов; - уменьшение сопротивления трущихся деталей;

- использование высокосортного топлива, обеспечивающего его сгорание.

Цепные ядерные реакции 23(2). Ядерными реакциями называют изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. Ядерные реакции подчиняются закону сохранения масс (зарядов): сумма масс (зарядов) ядер, вступивших в реакцию равна сумме масс (зарядов) ядер, получившихся в результате ядерной реакции. Цепные ядерные реакции. 1. Сущность реакции: если один нейтрон попадёт на ядро урана, то ядро распадается на 2 осколка ≈ одинаковой массы, при этом выделяется 1- 3 нейтронов, каждый из которых, попадая на другое ядро расщепляет его на 2 осколка и т.д. 2) условия возникновения реакции: наличие медленных нейтронов, наличие изотопа урана

массой 235, наличие m_кр критической массы – наименьшая масса, начиная с которой наступает цепная реакция деления. Для урана m_кр = 60 кг, шар диаметром 18 см, К 1- коэффициент размножения нейтроновК = 3) результаты реакции: выделяется огромная энергия в виде тепловой, световой, ионизирующего излучения, кинетической (ударная волна) разлетающихся осколков; появляется лавина нейтронов и радиоактивных осколков, которые превращаются в плутоний (служит для осуществления цепной реакции деления), 4) недостаток реакции: экологическая проблема захоронения отработанных урановых таблеток (Т_{период полураспада}1600лет, тепло не излучается, но излучается энергия ионизирующего излучения). Цепная реакция деления урана применяется в ядерном реакторе (АЭС, подводные лодки, ледоколы) – это устройство, в котором происходит управляемая цепная реакция деления урана. Устройство реактора и АЭС по таблице.

Термоядерная реакция. 1) сущность реакции: термоядерная реакция – реакция слияния лёгких ядер при очень высокой температуре: + + , 2) условия возникновения реакции: наличие изотопов водорода дейтерия и трития из воды, наличие высокой температуры 100млн Кельвин, 3)приемущества термояда перед цепной реакцией деления урана: + неисчерпаемый источник, безотходная + рассеиваются, выделяется большая энергия, 4)недостаток: неуправляема: проблема удержания высокотемпературной плазмы. Термояд происходит на солнце и других звёздах: источник энергии во вселенной. Установка, на которой стремятся получить управляемый термояд называется ТОКАМАК.

24(1) Электризация – приобретение телом «+», «-» заряда;

тело заряжено «-» при избытке электронов; тело заряжено

«+» при недостатке электронов.

Способы электризации тел: 1) трение, 2) прикосновение,

3) через влияние

Электрометр служит для обнаружения и определения величины

заряда на теле.

q - электрический заряд дискретен, так как делится до неделимого,элементарного е = -!,6 10^-19 Кл – заряда электрона;

m_е = 9,1 10кг – масса электрона.

Взаимодействие зарядов: одноимённые заряды «+ +» и «--» отталкиваются; разноимённые заряды «+ -» притягиваются;

«+»q + «-»q= const – закон сохранения электрического заряда:

при электризации электроны переходят с одного тела другое,

но сумма «+ -» зарядов есть величина постоянная.

Точечным называется заряд тела очень малых размеров.

F = - закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных

неподвижных зарядов прямо пропорциональна произведению

модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния

между ними, направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

F - сила взаимодействия между зарядами; k = 9 * 10⁹

- коэффициент пропорциональности показывает, что два

одинаковых заряда по одному Кулону каждый на расстоянии

один метр взаимодействуют с силой 9 *10⁹Ньютон;

q₁q₂ - точечные заряды; r - расстояние между зарядами;

_{ипсилон} - диэлектрическая проницаемость зависит от среды,

в которой взаимодействуют заряды (по таблице

24(1) Электрическое поле - пространство, окружающее электрические заряды, через которое взаимодействуют электрические заряды. Свойства электрического поля: 1)существует вокруг зарядов (неподвижных или подвижных), 2)обладает энергией, силой,3)со скоростью света (3 10⁸ ) распространяется и в вакууме, 4)непрерывно, безгранично. Вывод: электрическое поле – особый вид материи. Индикатор электрического поля q_пр – пробный «+» заряд

(материальная точка на тонкой невесомой, нерастяжимой нити). Е - напряжённость – силовая, векторная

характеристика электрического поля; Е = напряжённостью

называется величина равная отношению силы, с которой

электрическое поле действует на пробный «+» заряд к этому заряду; Е = - напряжённость поля точечного заряда и шара; k = 9 10^{9 -}постоянная; r - расстояние от точечного заряда до точки;