Основные положения физики макромира
Основные положения классической механики. Характеристики движения. Динамика. Вращательное движение. Фундаментальные силы Природы. Гравитация. Силы макромира.
Законы сохранения. Интегралы движения. Работа и энергия. Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса.
Основные положения релятивистской механики. Принцип относительности Галилея. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца. Эквивалентность массы и энергии.
Термодинамика. Состояние идеального газа. Давление и гидростатика. Распределение энергии по степеням свободы. Распределение Максвелла и
Больцмана. Первый закон термодинамики. Второй закон термодинамики. Энтропия. Холодильники и тепловые насосы. Тепловое загрязнение окружающей среды. Стрела времени и причинность.
Электромагнитные взаимодействия. Электростатика. Электрический ток. Магнитное поле.
Основные положения физики оптических явлений. Корпускулярно-волновой дуализм. Понятие о волновых процессах. Волновая оптика. Лазеры. Фотоэффект.
Первый закон термодинамики. Согласно закону сохранения энергии, поступившее в систему тепло (DQ) должно быть равно сумме приращений внутренней энергии (DU) системы и работы (DA), совершенной системой над внешними предметами (против внешних сил):
. (3.1)
Это и есть первое начало термодинамики. Нередко последнее выражение переписывают в виде:
|
|
|
, (3.2)
где знак “d” означает, что речь идет о малом приращении внутренней энергии, количества теплоты, а также элементарной работы.
Важным является случай, когда система представляет собой периодически действующую машину, в которой газ, пар или другое “рабочее тело” в результате некоторого процесса возвращается в первоначальное состояние. В этом случае DU = 0 и
, (3.3)
то есть работа, совершаемая машиной за один цикл, равна подведенной извне теплоте DQ. Этот вывод позволяет сформулировать первый закон термодинамики следующим образом. Нельзя построить периодически действующий двигатель, который совершал бы работу без подвода энергии извне или совершал бы работу большую, чем количество сообщенной ему извне энергии (вечный двигатель первого рода невозможен).
Второй закон термодинамики. Второй закон термодинамики является фундаментальным законом природы. Он охватывает многочисленные явления окружающего нас мира и имеет глубокие практические и философские последствия. В частности, при конструировании оптимальных систем, потребляющих горючее и производящих энергию (тепловых машин), необходимо учитывать фундаментальные ограничения, накладываемые этим законом. Ниже приводятся четыре формулировки этого закона, которые являются математически эквивалентными.
|
|
|
1. Не существует вечного двигателя второго рода.
2. Если два тела с различными температурами приведены в тепловой контакт, то тепло переходит от более горячего к более холодному телу.
3. Никакая тепловая машина периодического действия не может иметь к.п.д. (коэффициент полезного действия), превышающий величину
, (3.4)
где T1 — верхняя и T2 — нижняя температура цикла.
4.Энтропия замкнутой системы не может убывать.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!