Лабораторная работа № 21

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Контрольные вопросы на защиту лабораторной работы

1) Какой газ называют идеальным?

2) Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клайперона).

3) Теплоёмкость тела. Удельная теплоёмкость тела. Молярная теплоёмкость тела.

4) Числом степеней свободы материального объекта.

5) Первое начало термодинамики.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Опр. Идеальным газом называется теоретическая модель газа, отвечающая следующим требованиям:

а) взаимодействие частиц - только при столкновениях;

б) остальное время частицы движется прямолинейно и равномерно;

в) время движения частиц >> времени столкновения;

г) все столкновения - абсолютно упругие.

Идеальный газ – это абстракция.

2. Уравнением состояния идеального газа (уравнением Менделеева - Клапейрона) называется уравнение, связывающее между собой параметры состояния системы:

 

, или ,

 

где m - масса газа; - его молярная масса; R - молярная газовая постоянная; Т - термодинамическая температура; - количество вещества.

3. Опр. Теплоемкостью тела (системы) будем называть количество теплоты dQ, необходимое для изменения температуры тела на один кельвин dT:

 

, [Дж/К].

Опр. Удельной теплоемкостью тела (системы) будем называть количество теплоты dQ, необходимое для изменения температуры единицы массы тела m на один кельвин dT:

, [Дж/(кгК)].

Опр. Молярной теплоемкостью тела (системы) будем называть количество теплоты dQ, необходимое для изменения температуры одного моля вещества на один кельвин dT:

, [Дж/(мольК)],

4. Опр. Числом степеней свободы (i) материального объекта называется число независимых движений, благодаря которым объект обладает энергией или число независимых координат, которые необходимо задать, чтобы однозначно определить положение этого объекта в пространстве.

Различают: поступательные (x, y, z) и вращательные степени свободы.

 

Число степеней свободы различных молекул:

Одноатомная молекула: i=3 (все – поступательные)

Двухатомная молекула: i=5 (3 – поступательные, 2 – вращательные)

Трехатомная и более молекула: i=6 (3 – поступательные, 3 – вращательные).

 

5. Первое начало термодинамики: Теплота Q, сообщенная системе, расходуется на увеличение внутренней энергии системы и совершение системой работы А против внешних сил:

.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 21

 

Контрольные вопросы на защиту лабораторной работы

 

1) Электрический ток. Ток проводимости. Направление электрического тока.

2) Сила тока. Постоянный ток.

3) Последовательное и параллельное соединение проводников.

4) Закон Ома для однородного участка цепи. Закон Ома для неоднородного участка цепи (обобщенный закон Ома). Закон Ома для полной цепи.

5) Узел. Первое и второе правила) Кирхгофа.

 

Ответы на контрольные вопросы:

1. Опр. Электрическим током называетсялюбое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов.

 

В проводнике под действием приложенного электрического поля свободные электрические заряды перемещаются: положительные – по полю, отрицательные – против поля т.е. в проводнике возникает электрический ток, называемый током проводимости.

Для возникновения и существования электрического тока необходимо, с одной стороны, наличие свободных носителей тока – заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченно, а с другой – наличие электрического поля, энергия которого каким-то образом восполняясь, расходовалась бы на их упорядоченное движение.

 

И хотя в проводниках носителями тока являются отрицательно заряженные частицы – электроны, исторически сложилось, что за направление тока условно принимают направление движения положительных зарядов.

 

2. Количественной мерой электрического тока служит сила тока I.

 

Опр. Сила тока I – скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

 

[А]

 

Опр. Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным. Ток может быть постоянным только в замкнутой цепи.

 

Сила постоянного тока определяется формулой: где q – электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника.

 

3. Последовательное соединение проводников:

 

Общее сопротивление цепи из последовательно соединенных проводников рассчитывается по формуле:

Параллельное соединение проводников:

 

Общее сопротивление цепи из параллельно соединенных проводников определяют из формулы:

 

4. Опр. Участок цепи называется однородным, если он не содержит ЭДС.

Закон Ома для однородного участка цепи: Сила тока на участке цепи, не содержащем ЭДС прямо пропорциональна приложенному напряжению (разности потенциалов на концах участка) и обратно пропорциональна сопротивлению участка:

.

 

Закон Ома для неоднородного участка цепи (обобщенный закон Ома):

 

,

здесь R – сопротивление нагрузки, r – внутреннее сопротивление источника тока.

Опр. Цепь называется полной, если она замкнута, содержит ЭДС и имеет сопротивление нагрузки.

Закон Ома для полной цепи: .

5. Опр. Любая точка электрической цепи, в которой сходится не менее трех проводников с током, называется узлом.

Первый закон (правило) Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю:

При этом ток, входящий в узел, считается положительным, а ток, выходящий из узла, - отрицательным.

 

Например для узла В, на приведенном рисунке первое правило Кирхгофа запишется так:

 

 

6. Второй закон (правило) Кирхгофа: В любом замкнутом контуре разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС , встречающихся в этом контуре:

 

Так для замкнутого контура (см. рис.) второе правило Кирхгофа запишется так:

 

 

Замечание. При написании этого уравнения было использовано следующее правило знаков:

 

- произведение IR положительно, если ток на данном участке совпадает с направлением обхода, и, наоборот;

- ЭДС, действующие по выбранному направлению обхода, считаются положительными, против – отрицательными.