Строймех
Сопромат
Математика

Театр

Карта

ЭЛЕКТРОСТАТИКА Примеры решения задач начало

Пример 1. Конденсатор электроемкостью C1=З мкФ был заря­жен до разности потенциалов U1=40 В. После отключения oт источника тока конденсатор был соединен параллельно с другим незаря­женным конденсатором электроемкостью С2=5 мкФ. Определить энергию ΔW, израсходованную на образование искры в момент присоединения второго конденсатора.

Р е ш е н и е. Энергия, израсходованная на выбрасывание искры, равна

ΔW=W1-W (1)

где W1 - энергия, которой обладал первый конденсатор до, присо­единения к нему второго конденсатора; W2 - энергия, которую имеет батарея, составленная из первого и второго конденсаторов. Подставив в равенство (1) формулу энергии заряженного конденсатора

W=CU2/2 и приняв во внимание, что общая электроемкость параллельно соеди­ненных конденсаторов равна сумме электроем­костей отдельных конденсаторов, получим

 (2)

где С1 и С2 - электроемкости первого и второго конденсаторов; U1- разность по­тенциалов, до которой был заряжен первый кон­денсатор; U2 - разность потенциа­лов на зажимах батареи конден­саторов.

Учитывая, что заряд после присоединения второго конденсатора остался преж­ним, выразим разность потенциалов U2 следующим образом:  Подставив это выражение U2 в формулу (2), полу­чим

После простых преобразований найдем

 

Выполнив вычисления, получим ΔW=1,5 мДж.

РАЗДЕЛ 6. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

Тема 20. Элементы молекулярно-кинетической теории

 Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Равновесные процессы, их изображение на термодинамических диаграммах. Идеальный газ. Уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Средняя кинетическая энергия молекул. Уравнение состояния идеального газа.

 Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Теплоемкость.

Тема 21. Элементы термодинамики

Первое начало термодинамики. Изопроцессы. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Зависимость теплоемкости от вида процесса. Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс. Цикл Карно и его КПД для идеального газа. Второе начало термодинамики. Энтропия. Принцип работы холодильных установок. Тепловые насосы и кондиционеры.

Тема 22. Описание реальных систем

Реальные газы. Пределы применимости законов идеального газа. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

Жидкости. Особенности молекулярно-кинетического строения жидкостей. Ближний порядок в молекулярном строении жидкостей. Явление поверхностного натяжения. Капиллярные методы дефектоскопии поверхности. Жидкие кристаллы и их применение в индикаторах информации.

Функции распределения. Распределение Максвелла-Больцмана для молекул идеального газа по энергиям теплового движения Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям. Распределение Больцмана. Барометрическая формула.

Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Связь между коэффициентами переноса.

Статистическое описание квантовой системы. Функции распределения Бозе и Ферми.

 

Электростатические поля в технологии строительных материалов /изготовление линолеума, ворсистых покрытий/. Электростатические свойства текстильных материалов и обуви. Потенциальный характер электрического поля. Связь между вектором напряженности электрического поля и потенциалом. Проводники в электрическом поле. Электрическое поле внутри проводника и у его поверхности. Защита от электростатических полей. Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии. Постоянный электрический ток. Классическая электронная теория электропроводности металлов. Закон Ома в дифференциальной форме.