Tabell over hvordan den indre energien i kroppen endres. Endring i indre energi

TEMPERATUR OG MÅLING.

[Q]=J. Q=DU.

TERMISKE PROSESSER.

Smelting og krystallisering.

Det samme stoffet kan under visse forhold være i fast, flytende og gassform, kalt aggregert tilstand.

OVERGANGEN FRA FAST TIL FLYTENDE TILSTAND KALLES SMELTING. Smelting skjer ved en temperatur som kalles smeltepunktet. Smeltepunktene til stoffer er forskjellige, fordi deres struktur er annerledes. Smeltepunkt er en tabellverdi. Under smelteprosessen endres ikke temperaturen, pga den tilførte varmen brukes på ødeleggelsen av krystallgitteret til faststoffet.

MENGDEN VARME NØDVENDIG FOR Å konvertere 1 KG FASTSTOFF VED SMELTETEMPERATUR TIL EN VÆSKE VED SAMME TEMPERATUR KALLES SPESIFIK SMELTEVARME. [l]=J/kg.

KRYSTALLISERING ER PROSESSEN MED OVERGANG AV ET STOFF FRA VÆSKE TIL FAST TILSTAND. Smeltepunktet til et stoff er lik dets krystalliseringstemperatur. Som i smelteprosessen endres ikke temperaturen under krystallisering, pga Under krystallisering frigjøres varmen som en gang ble brukt på å smelte kroppen. Den holder temperaturen på det krystalliserende legemet konstant. I samsvar med loven om bevaring av energi, når man beregner mengden varme som frigjøres under krystallisering, brukes den samme formelen som under smelting. For å vise retningen for varmeoverføring, er et minustegn introdusert i den.

Fordampning og kondensering.

FORdampning ER PROSESSEN MED OVERGANG AV ET STOFF FRA VÆSKE TIL GASSFORMIG TILSTAND. Molekylene i en væske tiltrekker hverandre, så bare de raskeste molekylene med høy kinetisk energi kan fly ut av væsken. Hvis det ikke er varmetilstrømning, synker temperaturen på fordampningsvæsken. Fordampningshastigheten avhenger av væskens temperatur, overflatearealet, væsketypen og tilstedeværelsen av vind over overflaten.

KONDENSASJON ER OMDANNELSE AV VÆSKE TIL DAMP. I et åpent kar overskrider fordampningshastigheten kondensasjonshastigheten. I et lukket kar er fordampnings- og kondenshastigheten like.

Når væsken varmes opp, begynner frigjøringen av luft oppløst i væsken ved bunnen og veggene av karet. Væske fordamper inne i disse boblene. Under påvirkning av arkimedesk kraft bryter boblene bort fra fartøyets vegger og flyter opp. De kommer inn i den fortsatt uoppvarmede væsken, og dampen kondenserer. Boblene kollapser. Samtidig høres en karakteristisk støy.

Når væsken varmes opp, stopper kondenseringen av damp i boblene. Og dampboblen, som øker i størrelse på grunn av pågående fordampning, når overflaten av væsken, sprekker, og frigjør dampen den inneholder til atmosfæren. Væsken koker. KOKING ER DAMPDANNING SOM OPPKOMMER I HELE VÆSKEVOLUMEN . Koking skjer ved en temperatur som kalles kokepunktet, som avhenger av typen væske og trykket over overflaten. Når det ytre trykket avtar, synker væskens kokepunkt. Under kokeprosessen forblir temperaturen på væsken konstant pga den tilførte energien brukes på å overvinne den gjensidige tiltrekningen av flytende molekyler.

MENGDEN VARME NØDVENDIG FOR Å konvertere 1 KG VÆSKE TIL DAMP MED SAMME TEMPERATUR KALLES DEN SPESIFIKKE VARMEN AV DAMPDANNING. [L] = J/kg. Den spesifikke fordampningsvarmen er forskjellig for forskjellige væsker, og dens numeriske verdi er en tabellverdi. For å beregne mengden varme som kreves for å fordampe en væske, må den spesifikke fordampningsvarmen til denne væsken multipliseres med massen til den fordampede væsken.

Når damp kondenserer, frigjøres samme mengde varme som ble brukt på fordampningen. Intensiv kondensering av damp skjer ved en kondensasjonstemperatur lik kokepunktet.

Drivstoffforbrenning.

Når drivstoff brenner, oppstår prosessen med dannelse av karbondioksidmolekyler fra karbonatomer av drivstoff og oksygenatomer i atmosfærisk luft. Denne oksidasjonsprosessen er ledsaget av frigjøring av en stor mengde varme. For å karakterisere ulike typer drivstoff introduseres det SPESIFIK FORBRENNINGSVARME AV DRIVSTOFF - MENGDEN VARME UTLITT VED FULLSTENDIG FORBRENNING AV 1 KG DRIVSTOFF . [q]=J/kg. Som alle andre spesifikke verdier, er den spesifikke forbrenningsvarmen til drivstoff en tabellverdi. For å beregne mengden varme som frigjøres under fullstendig forbrenning av drivstoff, må den spesifikke forbrenningsvarmen til drivstoffet multipliseres med drivstoffets masse.

Drivstoffforbrenning er en irreversibel prosess, dvs. det flyter bare i én retning.

COULLOMBS LOV.

En punktladning er en ladning plassert på en kropp, hvis størrelse og form kan neglisjeres under gitte forhold. Loven om interaksjon av stasjonære punktladninger ble funnet eksperimentelt ved bruk av torsjonsbalanser av C. Coulomb i 1785.

En torsjonsbalanse er en lett isolerende bjelke med små ledende kuler festet til endene, hvorav den ene ikke er involvert i eksperimentet, men kun fungerer som en motvekt. Vippen er opphengt i en tynn elastisk tråd. En tredje, lignende ladet ball slippes inne gjennom lokket på enheten. En av vippekulene tiltrekkes av den innsatte ballen. I dette tilfellet er ladningen delt i to mellom dem, dvs. kulene vil ha ladninger med samme navn og like store. Ballene vil frastøte hverandre. Kraften til samspillet mellom kulene måles ved vridningsvinkelen på tråden. Mengden ladning kan endres ved å fjerne den tredje ballen fra enheten og fjerne ladningen fra den. Etter å ha introdusert den i enheten og en ny separasjon av ladninger, vil halvparten av den opprinnelige ladningen forbli på ballene. Ved å endre størrelsen på ladningene og avstandene mellom dem, slo Coulomb fast det KRAFTEN TIL SAMMENHANDLING AV PUNKTLASTER ER DIREKTE PROPORTSJONAL MED MODULENE FOR LADNINGER OG INVERS PROPORSJONAL MED KVADRATEN AV AVSTAND MELLOM DEM . Punktladninger er de som er plassert på kropper hvis størrelse og form kan neglisjeres i denne spesielle situasjonen.

F ~ q 1, F~q 2, F~1/r 2 Þ F~½q 1 ½½q 2 ½/r 2.

I tillegg ble det funnet at vekselvirkningskraften mellom ladninger i et vakuum er større enn i noe dielektrisk medium. Mengden som viser hvor mange ganger vekselvirkningskraften mellom ladninger i et vakuum er større enn i et gitt medium, kalles mediets dielektriske konstant. Mediets dielektriske konstant er en tabellverdi.

e = F i /F. [e] = 1.

Det er blitt fastslått eksperimentelt at proporsjonalitetskoeffisienten i Coulombs lov k = 9 * 1O 9 Nm 2 / C 2 er kraften som to punktladninger på 1 C hver vil samhandle med i et vakuum i en avstand på 1 m.

F = k |q 1 | |q 2 |/ er 2 .

Coulombs lov er også gyldig for ladede baller. I dette tilfellet forstås r som avstanden mellom sentrene deres.

OHMS LOV FOR EN KRETSDEL.

En økning i potensialforskjellen i endene av lederen forårsaker en økning i strømstyrken i den. Ohm beviste eksperimentelt at strømstyrken i en leder er direkte proporsjonal med potensialforskjellen over den.

Når forskjellige forbrukere er koblet til samme elektriske krets, er strømstyrken i dem forskjellig. Dette betyr at forskjellige forbrukere hindrer passasje av elektrisk strøm gjennom dem på forskjellige måter. EN FYSISK KVANTITET SOM KARAKTERISERER EN LEDERS EVNE TIL Å FORHINDRE PASSERING AV ELEKTRISK STRØM GJENNOM DET KALLES ELEKTRISK MOTSTAND . Motstanden til en gitt leder er en konstant verdi ved en konstant temperatur. Når temperaturen stiger, øker motstanden til metaller, og den til væsker avtar. [R] = Ohm. 1 Ohm er motstanden til en leder som en strøm på 1 A flyter gjennom med en potensialforskjell på 1 V i endene. Metallledere brukes oftest. Strømbærerne i dem er frie elektroner. Når de beveger seg langs en leder, samhandler de med positive ioner i krystallgitteret, og gir dem en del av energien og mister fart. For å oppnå nødvendig motstand, bruk et motstandsmagasin. Et motstandslager er et sett med trådspiraler med kjente motstander som kan inkluderes i en krets i ønsket kombinasjon.

Ohm etablerte det eksperimentelt DEN GJØRENDE STYRKEN I EN HOMOGEN DEL AV KRETSEN ER DIREKTE proporsjonal med den potensielle forskjellen på slutten av denne delen og omvendt proporsjonal med motstanden i denne delen.

En homogen del av en krets er en del der det ikke er strømkilder. Dette er Ohms lov for en homogen del av en krets - grunnlaget for alle elektriske beregninger.

Inkludert ledere av forskjellige lengder, forskjellige tverrsnitt, laget av forskjellige materialer, ble det funnet: MOTSTANDEN TIL EN LEDER ER DIREKTE PROPORSJONELL MED LENGDEN AV LEDEREN OG INVERS PROPORSJONAL MED DETS TVERRSNITTSOMRÅDE. MOTSTANDEN TIL EN TERNING MED EN KANT PÅ 1 METER, LAGET AV NOEN STOFF, HVIS STRØMMEN GÅR PERPENDIKULERT PÅ DE MOTSTANDENDE ANSIKTENE, KALLES DETTE STOFFETS SPESIFIKKE MOTSTAND . [r] = Ohm m En ikke-systemenhet av resistivitet brukes ofte - motstanden til en leder med et tverrsnittsareal på 1 mm 2 og en lengde på 1 m. m.

Den spesifikke motstanden til et stoff er en tabellverdi. Motstanden til en leder er proporsjonal med dens resistivitet.

Virkningen av skyve- og trinnreostater er basert på avhengigheten av ledermotstanden på dens lengde. Slider-reostaten er en keramisk sylinder med nikkeltråd viklet rundt. Reostaten kobles til kretsen ved hjelp av en glidebryter, som inkluderer en større eller mindre viklingslengde i kretsen. Ledningen er dekket med et kalklag, som isolerer svingene fra hverandre.

A) SERIE OG PARALLELL TILKOBLING AV FORBRUKERE.

Ofte er flere strømforbrukere inkludert i en elektrisk krets. Dette skyldes at det ikke er rasjonelt for hver forbruker å ha sin egen strømkilde. Det er to måter å koble forbrukere på: seriell og parallell, og deres kombinasjoner i form av en blandet forbindelse.

a) Seriekobling av forbrukere.

Med en seriekobling danner forbrukerne en kontinuerlig kjede der forbrukerne kobles etter hverandre. Med en seriekobling er det ingen grener av tilkoblingsledninger. For enkelhets skyld, la oss vurdere en krets av to seriekoblede forbrukere. En elektrisk ladning som går gjennom en av forbrukerne vil også gå gjennom den andre, fordi i lederen som forbinder forbrukere, kan det ikke være forsvinning, oppkomst eller akkumulering av ladninger. q=q1=q2. Ved å dele den resulterende ligningen med tiden strømmen går gjennom kretsen, får vi et forhold mellom strømmen som flyter gjennom hele forbindelsen og strømmene som flyter gjennom seksjonene.

Det er klart at arbeidet med å flytte en enkelt positiv ladning gjennom forbindelsen består av arbeidet med å flytte denne ladningen over alle dens seksjoner. De. V=V1+V2(2).

Den totale potensialforskjellen på tvers av seriekoblede forbrukere er lik summen av potensialforskjellene på tvers av forbrukerne.

La oss dele begge sider av ligning (2) med strømmen i kretsen, vi får: U/I=V 1 /I+V 2 /I. De. motstanden til hele den seriekoblede seksjonen er lik summen av motstandene til spenningene til komponentene.

B) Parallellkobling av forbrukere.

Dette er den vanligste måten å aktivere forbrukere på. Med denne koblingen er alle forbrukere koblet til to punkter felles for alle forbrukere.

Når den passerer gjennom en parallell forbindelse, er den elektriske ladningen som strømmer gjennom kretsen delt inn i flere deler, og går til individuelle forbrukere. I henhold til loven om bevaring av ladning q=q 1 +q 2. Ved å dele denne ligningen med ladningspassasjetiden får vi et forhold mellom den totale strømmen som flyter gjennom kretsen og strømmene som flyter gjennom individuelle forbrukere.

I samsvar med definisjonen av potensialforskjell V=V 1 =V 2 (2).

I henhold til Ohms lov for en del av kretsen erstatter vi strømstyrkene i ligning (1) med forholdet mellom potensialforskjellen og motstanden. Vi får: V/R=V/R 1 +V/R 2. Etter reduksjon: 1/R=1/R1+1/R2,

de. den resiproke av motstanden til en parallellforbindelse er lik summen av de resiproke motstandene til dens individuelle grener.

KIRCHHOFFS REGLER.

Kirchhoffs regler brukes til å beregne forgrenede elektriske kretser.

Punktet i en krets hvor tre eller flere ledere krysser hverandre kalles en node. I henhold til loven om bevaring av ladning er summen av strømmene som kommer inn i noden og forlater den lik null. I = O. (Kirchhoffs første regel). DEN ALGEBRAISKE SUMMEN AV STRØMENE SOM GÅR GJENNOM NODEN ER LIK MED NULL.

Strømmen som kommer inn i noden anses som positiv, og etterlater noden negativ. Strømretningene i deler av kretsen kan velges vilkårlig.

Av ligning (2) følger det at NÅR DU OMGÅR EN LUKKET SLUKKE, ER DEN ALGEBRAISKE SUMMEN AV SPENNINGSAPPET LIK DEN ALGEBRAISKE SUMMEN AV EMF I DENNE KRETS , - (Kirchhoffs andre regel).

Retningen for å krysse konturen er valgt vilkårlig. Spenningen i en seksjon av kretsen anses som positiv hvis retningen til strømmen i denne seksjonen faller sammen med retningen for å omgå kretsen. EMF anses som positiv hvis kilden går rundt i kretsen fra den negative polen til den positive.

Hvis kjeden inneholder m noder, kan m - 1 ligninger komponeres ved å bruke den første regelen. Hver ny ligning må inneholde minst ett nytt element. Det totale antallet ligninger kompilert i henhold til Kirchhoffs regler må falle sammen med antall seksjoner mellom nodene, dvs. med antall strømmer.

PERMANENTE MAGNETER.

Forsterkningen av magnetfeltet til solenoiden når en jernkjerne blir introdusert i den, skyldes at jernet i magnetfeltet er magnetisert og dets magnetiske felt, lagt på spolens magnetiske felt, styrker det. Jern er et svært magnetisk materiale, som også inkluderer nikkel, kobolt, gadolinium og deres forbindelser. Magnetiseringen av jernkjernen opprettholdes selv etter at den er fjernet fra spolen. Et legeme som beholder magnetiske egenskaper kalles en permanent magnet. Hver permanentmagnet har to poler - nord og sør. Dette er stedene på magneten hvor magnetfeltet er størst. Som poler av magneter frastøter, tiltrekker motsatte poler. Feltkonfigurasjonen til permanente magneter kan enkelt undersøkes ved hjelp av jernspon.

Naturlig magnetiserte biter av jern eller jernmalm ble allerede brukt i det gamle Kina for orientering på jorden, som i seg selv er en enorm permanent magnet. Jordens magnetiske sørpol ligger i området til den nordlige geografiske polen, men faller ikke sammen med den, den nordlige magnetiske polen er i området til den geografiske sørpolen. Posisjonen til de magnetiske polene er ikke konstant. I tillegg antyder analyse av jordens sedimentære bergarter at jordens magnetfelt gjentatte ganger har endret polaritet. Jordens magnetfelt spiller en stor rolle for alt liv på den, fordi... den beskytter oss mot strømmen av raske partikler som flyr til jorden fra verdensrommet, for det meste fra solen. Når denne strømmen endres, observeres magnetiske stormer på jorden - kortsiktige endringer i jordens magnetfelt, som forårsaker forstyrrelse av radiokommunikasjon og avvik i posisjonen til magnetiske nåler.

MAGNETISK STRØMFELT.

I 182O oppdaget Oersted at en magnetisk nål plassert ved siden av en leder som en elektrisk strøm flyter gjennom, roterer slik at dens akse faller sammen med tangenten til sirkelen som omslutter denne lederen.

Samme år oppdaget Ampere samspillet mellom ledere og strøm og fant loven som denne interaksjonen adlyder. Virkningen av en strømførende leder på en magnetisk nål og samspillet mellom strømførende ledere kan forklares ved at en strømførende leder skaper et magnetfelt i rommet rundt den, som detekteres av en magnetnål eller en annen strømførende leder.

Et magnetfelt er en spesiell type materie skapt av bevegelige elektriske ladninger (strøm) og oppdaget av dens effekt på bevegelige elektriske ladninger (strøm). Et magnetfelt forplanter seg gjennom verdensrommet med lysets hastighet. Den avtar med økende avstand fra strømmen som skaper den. Et magnetfelt har energi.

For å studere magnetiske felt brukes små magnetiske nåler, ved hjelp av disse er det funnet en praktisk måte å grafisk representere magnetiske felt ved hjelp av magnetiske linjer. En magnetisk linje er en linje som aksene til små magnetiske nåler i et magnetfelt befinner seg langs. Utseendet til magnetiske linjer er lett å etablere ved å bruke små jernspon drysset på papp og introdusert i et magnetfelt. I dette tilfellet er sagfliset, magnetisert i feltet, arrangert i kjeder langs magnetlinjene. Retningen til disse linjene antas å være retningen som nordpolen til den magnetiske nålen ville indikere.

De magnetiske linjene til en rett leder som fører strøm er sirkler, hvis sentrum er lederen som fører strømmen. Retningen til linjene bestemmes av gimlet-regelen: hvis translasjonsbevegelsen til gimlet (høyre skrue) faller sammen med retningen til strømmen i lederen, faller retningen for rotasjonsbevegelsen til gimlet-håndtaket sammen med retningen til de magnetiske linjene.

De magnetiske linjene til en strømførende spole (solenoid) er lukkede kurver som dekker svingene til spolen. Retningen til disse linjene kan enkelt bestemmes av følgende regel: hvis du tar spolen med høyre hånd slik at de bøyde fingrene er rettet langs strømmen i den, vil den bøyde tommelen vise retningen til de magnetiske linjene langs spolens akse.

En strømførende spole er en elektromagnet som ligner på en permanent stripemagnet. Magnetfeltet til en spole øker med antall svinger og strømmen i den. For å forsterke magnetfeltet settes en jernkjerne inn i spolen. Stedet der magnetlinjene forlater spolen er nordpolen til elektromagneten, og der de kommer inn er sørpolen.

Elektromagneter er mye brukt i teknologi både for å flytte tunge jerndeler, skrapjern og i mange elektriske og radiotekniske enheter.

Et magnetfelt virker med en viss kraft på en strømførende leder som befinner seg i den. Denne kraften kalles Ampere-kraften og avhenger direkte av lengden på lederen og strømstyrken i den. Det avhenger også av størrelsen på feltet og plasseringen av lederen. Retningen til Ampere-kraften bestemmes av venstrehåndsregelen: hvis venstre hånd er plassert i et magnetfelt slik at magnetlinjene kommer inn i håndflaten, og fire forlengede fingre viser retningen til strømmen, vil den bøyde tommelen vise retningen til kraften.

Effekten av et magnetfelt på en strømførende leder brukes i elektriske motorer. En DC elektrisk motor består av en stasjonær del - statoren og en bevegelig del - rotoren. En spole er plassert i statorsporene, og skaper et magnetfelt. Rotoren er en spole med mange svinger, som strøm tilføres ved hjelp av glidekontakter - børster. For å øke magnetfeltet er rotoren og statoren laget av transformatorstålplater, isolert fra hverandre. Rotoren drives av Ampere-kraften. For å opprettholde konstant rotasjon endres retningen til strømmen i rotorviklingen periodisk ved hjelp av en kommutator, som i det enkleste tilfellet er to halvringer i kontakt med børstene. Når rotoren beveger seg, beveger børsten seg fra en halvring til en annen, og endrer retningen på strømmen i rotorspolen. Dette gir henne muligheten til å snu en halv omgang til når strømmen endrer retning igjen.

Fordi Effektiviteten til elektriske motorer (opptil 98%) er mye høyere enn for termiske motorer, så elektriske motorer er mye brukt i transport, fabrikker, etc. Elektriske motorer er kompakte, forurenser ikke miljøet og er enkle å kontrollere.

OPTISKE INSTRUMENTER.

Kamera.

Kameraet består av to hoveddeler: et lystett kamera og et objektiv. I det enkleste tilfellet kan en konvergerende linse tjene som en linse. For at bildet skal være av høy kvalitet gjennom hele fotografiet, er linsene til moderne kameraer et komplekst system av linser, som vanligvis spiller rollen som en konvergerende linse. Kameralinsen produserer, på fotografisk film belagt med et lysfølsomt lag, et ekte, omvendt og som regel redusert bilde av objektet som fotograferes. Kameraet bruker en tynn linseformel. For å få et klart (skarpt) bilde av et objekt, gjøres kameralinsen bevegelig. Ved å flytte objektivet oppnås ønsket bildeskarphet. Objektene som fotograferes kan være i ulik avstand fra kameraet samtidig. Dybdeskarpheten oppnås ved å la linsevinduet delvis blokkeres av blenderåpningen. Jo mindre linsevinduet er, desto klarere vil objektene på forskjellige avstander fra kameraet være i bildet.

Når du tar et bilde, åpnes kameralinsen automatisk i en kort periode, kalt eksponeringstid. For å gjøre bildet synlig fremkalles filmen i en spesiell løsning og fikseres. Det resulterende bildet kalles et negativ, fordi omvendt lysoverføring observeres på den. De delene av filmen hvor mer lys falt er mørkere og omvendt. For å få et fotokort (positivt), projiseres det resulterende bildet på fotopapir ved hjelp av en fotoforstørrer. Papiret fremkalles deretter og herdes.

Moderne kameraer kan produsere farger og til og med tredimensjonale bilder. Noen enheter produserer umiddelbart et ferdig fotografi. Utviklingen av fotografiet ble kino.

Fotografering er mye brukt til vitenskapelige formål, teknologi, rettsmedisin, etc. Det kan gjøre oss til vitner om historiske hendelser. Kunstfotografering er utbredt.

Projeksjonsapparat.

Projeksjonsapparatet brukes til å få et ekte, forstørret, omvendt bilde av kropper på skjermen. Hvis et bilde oppnås i transmittert lys (foto og film, et bilde på glass), kalles enheten et diaskop, i reflektert lys - et episkop. En kombinasjon av disse enhetene brukes ofte - et epidiaskop. Et diaskop består av en lyskilde, en kondensator og en objektivlinse. For å øke belysningen av skjermen plasseres ofte ett eller flere speil bak lyskilden. En kondensator (to flat-konvekse linser) leder lyset som divergerer fra kilden inn i linsen. Den enkleste linsen kan være en konvergerende linse. Objektet, som bildet må fås på skjermen, plasseres mellom kondensatoren og linsen. Bildeklarhet oppnås ved å flytte linsen.

Fotoforstørrere, filmoskoper, filmkameraer, overheadprojektorer er projeksjonsenheter.

Øye. Briller.

Strukturen til øyet ligner et kamera. Den består av: sclera - den ytre delen av øyet som beskytter øyet mot mekanisk skade; hornhinnen - den fremre gjennomsiktige delen av sclera; iris med et hull med variabel diameter i den - pupillen; linse - bikonveks linse; glasslegeme, som fyller volumet av øyet; netthinnen - nerveender som overfører informasjon til hjernen. Rommet mellom hornhinnen og linsen er fylt med vandig væske, som hovedsakelig bryter lys. Øyet fungerer på en tynn linseformel. Fordi objekter kan lokaliseres i forskjellige avstander fra øyet, så for å få et klart bilde kan linsens krumning endres ved hjelp av øyemusklene. Øyets evne til å gi et klart bilde av objekter som befinner seg i forskjellige avstander fra det kalles akkommodasjon. Avstanden som øyet lar en se små detaljer av objekter uten mye belastning kalles avstanden for best syn. For et sunt øye er det lik 25 cm. Nærgrensen for innkvartering er omtrent 12 cm. Dybdeskarpheten bestemmes av pupillens område. Netthinnen består av staver, som produserer svart-hvitt-bilder, og kjegler, som produserer fargebilder. Bildet på netthinnen er ekte, redusert, omvendt. Tredimensjonalt syn er gitt av to øyne.

Hvis bildet skapt av øyet ligger foran netthinnen, kalles øyet nærsynt. For å se på en gjenstand, bringer en nærsynt person den nær øynene og belaster øyemusklene sterkt. Nærsynthet korrigeres ved å bruke briller med divergerende linser. Det langsynte øyet skaper et bilde bak netthinnen. Langsynthet korrigeres ved å bruke briller med konvergerende linser. Det skal bemerkes at både nærsynthet og langsynthet vil utvikle seg hvis du ikke bruker briller, pga Når du jobber, vil øyemusklene bli overanstrengt.

TEMPERATUR OG MÅLING.

Studiet av termiske fenomener måtte uunngåelig gi en verdi som karakteriserer graden av oppvarming av legemer - temperatur. Når legemer kommer i kontakt, som et resultat av samspillet mellom molekyler, utjevnes deres gjennomsnittlige kinetiske energi. Temperatur er et mål på den gjennomsnittlige kinetiske energien til molekyler. Den viser retningen til termiske prosesser, fordi energi overføres spontant fra mer oppvarmede legemer til mindre oppvarmede, dvs. fra kropper med høyere temperaturer til kropper med lavere temperaturer. Temperaturen måles med termometre. Temperaturmåling er basert på etablering av termisk likevekt mellom legemer som bringes i kontakt. I praksis er de mest brukte væsketermometre som bruker en endring i volumet av en væske (kvikksølv eller alkohol) ved oppvarming. Når væsken utvider seg, stiger den gjennom et glassrør, under hvilket det er en skala. Referansepunktene (dvs. punktene som temperaturskalaen er basert på) i det internasjonale praktiske temperatursystemet foreslått av Celsius er smeltepunktet for is (O 0 C) og kokepunktet for vann (1OOS0oTC). Avstanden mellom disse punktene på skalaen er delt inn i 100 like deler. Fordi Siden utvidelsen av en væske er forskjellig i forskjellige temperaturområder, garanterer et væsketermometer riktig måling av kun referansetemperaturer. Gasstermometre som bruker avhengigheten av gassvolum av temperatur ved konstant trykk eller avhengigheten av gasstrykk av temperatur ved konstant volum er mer nøyaktige. Termometre kan også bruke avhengigheten av den elektriske motstanden til ledere og halvledere på temperatur.

INTERN ENERGI OG MÅTER Å ENDRE DEN.

Hver kropp består av et stort antall molekyler. Molekyler av kropper beveger seg konstant, derfor har de kinetisk energi. Molekyler av faste og flytende kropper samhandler med hverandre, noe som betyr at de også har potensiell energi. SUMMEN AV KINETISKE OG POTENSIELLE ENERGIER TIL MOLEKYLENE SOM SOM SAMMENSETTER KROPPEN KALLES INTERN ENERGI. [U]=J Intern energi inkluderer også energien til partiklene som utgjør atomene.

Den indre energien til en kropp kan endres under ulike termiske prosesser. Så når for eksempel oppvarmes, øker bevegelseshastigheten til molekyler, og derfor deres kinetiske energi. Når en kropp varmes opp, øker volumet, avstandene mellom molekylene endres, og derfor endres også den potensielle energien til deres interaksjon. Endringen i indre energi kan bedømmes av endringen i kroppstemperatur. Når temperaturen i en kropp øker, øker dens indre energi.

Intern energi kan endres på to fundamentalt forskjellige måter.

1. Hvis det arbeides på en kropp, varmes den opp, d.v.s. hans indre energi øker. Hvis kroppen selv jobber på ytre kropper, reduseres dens indre energi. A=DU.

2. Intern energi kan også endres ved varmeoverføring. VARMEOVERFØRING, ELLER VARMEUTVEKSLING, ER PROSESSEN MED Å ENDRE INTERN ENERGI UTEN Å GJØRE JOBB. Dermed mottar en vannkoker som står på en varm komfyr energi gjennom varmeoverføring.

Det er tre typer varmeoverføring: termisk ledningsevne - overføring av energi ved å utveksle den mellom molekyler under deres interaksjon; konveksjon - overføring av energi ved strømmer av oppvarmet væske eller gass; stråling - overføring av energi gjennom elektromagnetiske bølger. Dessuten krever den sistnevnte typen varmeoverføring ikke direkte kontakt med kropper eller tilstedeværelse av noe stoff mellom dem.

Mål for overført termisk energi under varmeoverføring er MENGDEN VARME ER DEN DELEN AV DEN INTERNE ENERGIEN SOM EN KROPP MOTTAKER ELLER GIR OPP UNDER VARMEOVERFØRING. [Q]=J. Q=DU.

TERMISKE PROSESSER.

For å løse praktiske problemer er det ikke den indre energien i seg selv som spiller en vesentlig rolle, men dens endring Δ U = U 2 - U 1 . Endringen i indre energi beregnes basert på lovene for bevaring av energi.

Den indre energien til en kropp kan endres på to måter:

1. Ved ferdigstillelse mekanisk arbeid.

a) Hvis en ytre kraft forårsaker deformasjon av et legeme, endres avstandene mellom partiklene den består av, og derfor endres den potensielle energien til samspillet mellom partiklene. Ved uelastiske deformasjoner endres i tillegg kroppstemperaturen, d.v.s. den kinetiske energien til termisk bevegelse av partikler endres. Men når en kropp er deformert, utføres arbeid, som er et mål på endringen i kroppens indre energi.

b) Den indre energien til en kropp endres også under dens uelastiske kollisjon med en annen kropp. Som vi så tidligere, under en uelastisk kollisjon av kropper, avtar deres kinetiske energi, den blir til intern energi (for eksempel hvis du slår en ledning som ligger på en ambolt flere ganger med en hammer, vil ledningen varmes opp). Målet for endringen i den kinetiske energien til et legeme er, ifølge kinetisk energiteoremet, arbeidet til de virkende kreftene. Dette arbeidet kan også tjene som et mål på endringer i indre energi.

c) En endring i den indre energien til et legeme skjer under påvirkning av friksjonskraften, siden friksjon, som erfaringsmessig er kjent, alltid er ledsaget av en endring i gnidelegemenes temperatur. Arbeidet som gjøres av friksjonskraften kan tjene som et mål på endringen i indre energi.

2. Bruke varmeveksling. For eksempel, hvis en kropp plasseres i flammen til en brenner, vil temperaturen endre seg, derfor vil dens indre energi også endre seg. Her ble det imidlertid ikke gjort noe arbeid, for det var ingen synlig bevegelse av verken selve kroppen eller dens deler.

En endring i den indre energien til et system uten å gjøre arbeid kalles varmeveksling(varmeoverføring).

Det er tre typer varmeoverføring: ledning, konveksjon og stråling.

EN) Termisk ledningsevne er prosessen med varmeveksling mellom kropper (eller deler av en kropp) under deres direkte kontakt, forårsaket av termisk kaotisk bevegelse av kroppspartikler. Jo høyere temperatur, desto større amplitude av vibrasjoner til molekylene i et fast legeme. Den termiske ledningsevnen til gasser skyldes utveksling av energi mellom gassmolekyler under deres kollisjoner. Når det gjelder væsker, fungerer begge mekanismene. Den termiske ledningsevnen til et stoff er maksimal i fast tilstand og minimum i gassform.

b) Konveksjon representerer varmeoverføring ved oppvarmede strømmer av væske eller gass fra noen områder av volumet de opptar til andre.

c) Varmeveksling kl stråling utføres på avstand via elektromagnetiske bølger.

La oss vurdere mer detaljert måtene å endre intern energi på.

Mengde varme

Som kjent skjer det under forskjellige mekaniske prosesser en endring i mekanisk energi W. Et mål på endringen i mekanisk energi er arbeidet med krefter som påføres systemet:

Under varmeveksling skjer det en endring i kroppens indre energi. Et mål på endringen i indre energi under varmeoverføring er mengden varme.

Mengde varme er et mål på endringen i indre energi under varmeoverføring.

Dermed preger både arbeid og varmemengde endringen i energi, men er ikke identisk med indre energi. De karakteriserer ikke tilstanden til selve systemet (som intern energi gjør), men bestemmer prosessen med energiovergang fra en type til en annen (fra en kropp til en annen) når tilstanden endres og er vesentlig avhengig av prosessens natur.

Hovedforskjellen mellom arbeid og varme er det

§ arbeid karakteriserer prosessen med å endre den indre energien til et system, ledsaget av transformasjonen av energi fra en type til en annen (fra mekanisk til intern);

§ varmemengden karakteriserer prosessen med overføring av indre energi fra en kropp til en annen (fra mer oppvarmet til mindre oppvarmet), ikke ledsaget av energitransformasjoner.

§ Varmekapasitet, mengden varme som forbrukes for å endre temperaturen med 1°C. I henhold til en strengere definisjon, Varmekapasitet- termodynamisk mengde bestemt av uttrykket:

§ hvor Δ Q- mengden varme som tilføres systemet og forårsaker at temperaturen endres av Delta T. Finitt forskjellsforhold Δ Q/ΔТ kalles gjennomsnitt Varmekapasitet, forholdet mellom uendelig små mengder d Q/dT- sant Varmekapasitet. Siden d Q er ikke en fullstendig differensial av tilstandsfunksjonen, da Varmekapasitet avhenger av overgangsveien mellom to tilstander i systemet. Skille Varmekapasitet systemet som helhet (J/K), spesifikt Varmekapasitet[J/(g K)], molar Varmekapasitet[J/(mol K)]. Alle formlene nedenfor bruker molare mengder Varmekapasitet.

Spørsmål 32:

Intern energi kan endres på to måter.

Mengden varme (Q) er endringen i den indre energien til et legeme som oppstår som et resultat av varmeoverføring.

Mengden varme måles i SI-enheter i joule.
[Q] = 1J.

Den spesifikke varmekapasiteten til et stoff viser hvor mye varme som trengs for å endre temperaturen på en enhetsmasse av et gitt stoff med 1°C.
SI-enhet for spesifikk varmekapasitet:
[c] = 1 J/kg °C.

Spørsmål 33:

33 Termodynamikkens første lov er mengden varme som mottas av et system for å endre sin indre energi og utføre arbeid på ytre kropper. dQ=dU+dA, der dQ er den elementære mengden varme, dA er det elementære arbeidet, dU er økningen av indre energi. Anvendelse av termodynamikkens første lov på isoprosesser
Blant likevektsprosessene som skjer med termodynamiske systemer, skiller følgende seg ut: isoprosesser, hvor en av hovedtilstandsparametrene forblir konstant.
Isokorisk prosess (V=konst). Diagram over denne prosessen (isokor) i koordinater R, V er avbildet som en rett linje parallelt med ordinataksen (fig. 81), hvor prosessen 1-2 det er isokorisk oppvarming, og 1 -3 - isokorisk kjøling. I en isokorisk prosess virker ikke gassen på ytre kropper, Isoterm prosess (T=konst). Som allerede angitt i § 41, er den isotermiske prosessen beskrevet av Boyle-Mariotte-loven
, for at temperaturen ikke skal synke under gassekspansjon, må en varmemengde tilsvarende det ytre ekspansjonsarbeidet tilføres gassen under en isotermisk prosess.

Spørsmål 34:

34 Adiabatisk er en prosess der det ikke er varmeveksling ( dQ= 0)mellom systemet og miljøet. Alle raske prosesser kan klassifiseres som adiabatiske prosesser. For eksempel kan prosessen med forplantning av lyd i et medium betraktes som en adiabatisk prosess, siden forplantningshastigheten til en lydbølge er så høy at utvekslingen av energi mellom bølgen og mediet ikke rekker å skje. Adiabatiske prosesser brukes i forbrenningsmotorer (ekspansjon og kompresjon av den brennbare blandingen i sylindere), i kjøleenheter, etc.
Fra termodynamikkens første lov ( dQ= d U+dA) for en adiabatisk prosess følger det at
p /С V =γ , finner vi

Ved å integrere ligningen i området fra p 1 til p 2 og følgelig fra V 1 til V 2, og potensere, kommer vi frem til uttrykket

Siden tilstand 1 og 2 er valgt vilkårlig, kan vi skrive

Den indre energien til en kropp er ikke en slags konstant verdi. Det kan endre seg i samme kropp.

Når temperaturen stiger, øker kroppens indre energi, siden den gjennomsnittlige bevegelseshastigheten til molekyler øker.

Følgelig øker den kinetiske energien til molekylene i denne kroppen. Når temperaturen synker, tvert imot, reduseres den indre energien i kroppen.

Dermed, den indre energien til en kropp endres når bevegelseshastigheten til molekyler endres.

La oss prøve å finne ut hvordan vi kan øke eller redusere bevegelseshastigheten til molekyler. For å gjøre dette, la oss gjøre følgende eksperiment. La oss feste et tynnvegget messingrør til et stativ (fig. 3). Hell litt eter i røret og lukk det med en propp. Deretter vil vi pakke røret med et tau og begynne å raskt bevege det i en retning, deretter i den andre. Etter en tid vil eteren koke og dampen skyver ut pluggen. Erfaring viser at den indre energien til eteren har økt: den har tross alt varmet opp og til og med kokt.

Ris. 3. Øke den indre energien i kroppen når du jobber med den

Økningen i indre energi oppsto som et resultat av arbeid som ble utført ved å gni røret med et tau.

Oppvarming av kropper skjer også under støt, forlengelse og bøying, dvs. under deformasjon. Den indre energien til kroppen i alle eksemplene ovenfor øker.

Derfor, Den indre energien til en kropp kan økes ved å gjøre arbeid på kroppen.

Hvis kroppen selv gjør jobben, så gjør den indre energi reduseres.

La oss gjøre følgende eksperiment.

Vi pumper luft inn i et tykkvegget glasskar, lukket med en propp, gjennom et spesielt hull i det (fig. 4).

Ris. 4. Nedgang i kroppens indre energi når arbeidet utføres av kroppen selv

Etter en tid vil korken sprette ut av karet. I det øyeblikket korken spretter ut av beholderen, dannes det tåke. Utseendet betyr at luften i fartøyet har blitt kaldere. Den komprimerte luften i karet, som skyver ut pluggen, fungerer. Han gjør dette arbeidet på bekostning av sin indre energi, som avtar. Nedgangen i indre energi kan bedømmes ved avkjøling av luften i fartøyet. Så, Den indre energien til en kropp kan endres ved å gjøre arbeid.

Den indre energien i kroppen kan endres på en annen måte, uten å gjøre arbeid. For eksempel koker vann i en vannkoker plassert på komfyren. Luften og ulike gjenstander i rommet varmes opp av sentralvarmeradiatoren, hustakene varmes opp av solstrålene osv. I alle disse tilfellene øker kroppens temperatur, noe som betyr at deres indre energi øker. Men arbeidet er ikke gjort.

Midler, en endring i indre energi kan ikke bare oppstå som et resultat av utført arbeid.

Hvordan kan vi forklare økningen i indre energi i disse tilfellene?

Tenk på følgende eksempel.

Plasser en strikkepinne av metall i et glass varmt vann. Den kinetiske energien til varmtvannsmolekyler er større enn den kinetiske energien til kalde metallpartikler. Varmtvannsmolekyler vil, når de samhandler med kalde metallpartikler, overføre deler av kinetisk energi til dem. Som et resultat av dette vil energien til vannmolekyler reduseres i gjennomsnitt, og energien til metallpartikler vil øke. Vanntemperaturen vil synke og temperaturen på metalleiken øker gradvis. Etter en tid vil temperaturene deres utjevnes. Denne erfaringen viser en endring i kroppens indre energi.

Så, Den indre energien til legemer kan endres ved varmeoverføring.

Prosessen med å endre indre energi uten å gjøre arbeid på kroppen eller selve kroppen kalles varmeoverføring.

Varmeoverføring skjer alltid i en bestemt retning: fra legemer med høyere temperatur til legemer med lavere temperatur.

Når kroppstemperaturen utjevnes, stopper varmeoverføringen.

Den indre energien til en kropp kan endres på to måter: ved å utføre mekanisk arbeid eller ved varmeoverføring.

Varmeoverføring kan på sin side utføres: 1) termisk ledningsevne; 2) konveksjon; 3) stråling.

Spørsmål

1. Bruk figur 3 og fortell hvordan den indre energien til en kropp endres når det arbeides med den.
2. Beskriv et eksperiment som viser at en kropp kan utføre arbeid ved hjelp av indre energi.
3. Gi eksempler på endringer i kroppens indre energi ved varmeoverføring.
4. Forklar, basert på stoffets molekylære struktur, oppvarmingen av en strikkepinne nedsenket i varmt vann.
5. Hva er varmeoverføring?
6. Hva er to måter å endre den indre energien i kroppen på?

Øvelse 2

1. Friksjonskraften virker på kroppen. Forandres den indre energien i kroppen? Med hvilke tegn kan vi bedømme dette?
2. Ved rask rappellering blir hendene varme. Forklar hvorfor dette skjer.

Trening

Plasser mynten på et stykke kryssfiner eller en treplate. Trykk mynten til brettet og flytt den raskt i den ene eller den andre retningen. Legg merke til hvor mange ganger du må flytte mynten for å gjøre den varm, varm. Trekk en konklusjon om sammenhengen mellom utført arbeid og økningen i kroppens indre energi.