ішкі энергияденені құрайтын барлық бөлшектердің кинетикалық энергияларының және осы бөлшектердің бір-бірімен әрекеттесуінің потенциалдық энергияларының қосындысы болып табылады. Бұған электрондардың ядролармен әрекеттесу энергиясы және әрекеттесу энергиясы жатады құрамдас бөліктерядролар.
Ішкі энергия оның температурасына байланысты. Температура зат бөлшектерінің орташа кинетикалық энергиясын сипаттайды. Температура өзгерген кезде бөлшектердің арақашықтығы өзгереді, сондықтан олардың арасындағы әсерлесу энергиясы да өзгереді.
Зат бір агрегаттық күйден екіншісіне өткенде ішкі энергия да өзгереді. Температураның өзгеруіне немесе заттың агрегаттық күйіне байланысты процестер деп аталады термиялық. Жылу процестері дененің ішкі энергиясының өзгеруімен бірге жүреді.
Химиялық реакциялар, ядролық реакциялар да дененің ішкі энергиясының өзгеруімен жүреді, өйткені. реакцияларға қатысатын бөлшектердің әрекеттесу энергиясы өзгереді. Электрондардың бір қабаттан екінші қабатқа өтуі кезінде атомдар энергия шығарғанда немесе жұтқанда ішкі энергия өзгереді.
Бірі ішкі энергияны өзгерту тәсілдеріболып табылады Жұмыс. Сонымен, екі дененің үйкелісі кезінде олардың температурасы көтеріледі, яғни. олардың ішкі энергиясы артады. Мысалы, металдарды өңдеуде – бұрғылау, жону, фрезерлеу.
Температурасы әртүрлі екі дене жанасқанда, энергия температурасы жоғары денеден температурасы төмен денеге ауысады. Төмен температурада энергияның бір денеден екінші денеге ауысу процесі деп аталады жылу беру.
Сонымен, табиғатта дененің ішкі энергиясы өзгеретін екі процесс бар:
а) механикалық энергияның ішкі энергияға айналуы және керісінше; жұмыс орындалып жатқанда;
б) жылу беру; ешқандай жұмыс жасалмаған кезде.
Егер сіз ыстық және суық суды араластырсаңыз, онда ыстық судың бөлетін жылу мөлшері мен суық судың алатын жылу мөлшері бір-біріне тең екенін тәжірибе арқылы көруге болады. Тәжірибе көрсеткендей, егер денелер арасында жылу алмасу болса, онда барлық қыздыру денелерінің ішкі энергиясы салқындатқыш денелердің ішкі энергиясы азайған сайын артады. Осылайша, энергия бір денеден екінші денеге өтеді, бірақ барлық денелердің жалпы энергиясы өзгеріссіз қалады. Бұл энергияның сақталу және түрлену заңы.
Табиғатта болатын барлық құбылыстарда энергия пайда болмайды және жойылмайды. Ол тек бір түрден екінші түрге ауысады, ал құндылығы сақталады.
Мысалы, белгілі бір жылдамдықпен ұшқан қорғасын оқ кедергіге тиіп, қызады.
Немесе, қар бұлтынан құлаған мұз қабаты жерге жақын жерде еріп кетеді.
МКТ бойынша барлық заттар үздіксіз жылулық қозғалыста болатын және бір-бірімен әрекеттесетін бөлшектерден тұрады. Демек, дене қозғалыссыз және потенциалдық энергиясы нөлге тең болса да, оның энергиясы (ішкі энергиясы) болады, ол денені құрайтын микробөлшектердің қозғалысы мен өзара әрекеттесуінің жалпы энергиясы болып табылады. Ішкі энергияның құрамына мыналар кіреді:
- молекулалардың ілгерілемелі, айналмалы және тербеліс қозғалысының кинетикалық энергиясы;
- атомдар мен молекулалардың өзара әрекеттесуінің потенциалдық энергиясы;
- атомішілік және ядроішілік энергия.
Термодинамикада процестер молекулалардағы атомдардың тербелмелі қозғалысы қозбайтын температураларда қарастырылады, яғни. 1000 К аспайтын температурада бұл процестерде ішкі энергияның алғашқы екі құрамдас бөлігі ғана өзгереді. Сондықтан
астында ішкі энергиятермодинамикада олар дененің барлық молекулалары мен атомдарының кинетикалық энергиясының қосындысын және олардың өзара әрекеттесуінің потенциалдық энергиясын түсінеді.
Дененің ішкі энергиясы оның жылулық күйін анықтайды және бір күйден екінші күйге өту кезінде өзгереді. Бұл күйде дененің нақты анықталған ішкі энергиясы болады, нәтижесінде ол қандай процеске өткеніне қарамастан. берілген күй. Сондықтан ішкі энергия өте жиі аталады дене күйінің қызметі.
\(~U = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac (m)(M) \cdot R \cdot T,\)
Қайда мен- еркіндік дәрежесі. Бір атомды газ үшін (мысалы, инертті газдар) мен= 3, екі атомды үшін - мен = 5.
Бұл формулалардан идеал газдың ішкі энергиясы екенін көруге болады тек температура мен молекулалар санына байланыстыжәне көлемге немесе қысымға тәуелді емес. Демек, идеал газдың ішкі энергиясының өзгеруі оның температурасының өзгеруімен ғана анықталады және газдың бір күйден екінші күйге өту процесінің сипатына тәуелді емес:
\(~\Delta U = U_2 - U_1 = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac(m)(M) \cdot R \cdot \Delta T ,\)
мұндағы ∆ Т = Т 2 - Т 1 .
- Нақты газдардың молекулалары бір-бірімен әрекеттеседі, сондықтан потенциалдық энергияға ие болады В p , ол молекулалар арасындағы қашықтыққа және, демек, газ алып жатқан көлемге байланысты. Сонымен, нақты газдың ішкі энергиясы оның температурасына, көлеміне және молекулалық құрылымына байланысты.
*Формуланың туындысы
Молекуланың орташа кинетикалық энергиясы \(~\left\langle W_k \right\rangle = \dfrac (i)(2) \cdot k \cdot T\).
Газдағы молекулалар саны \(~N = \dfrac (m)(M) \cdot N_A\).
Демек, идеал газдың ішкі энергиясы
\(~U = N \cdot \left\langle W_k \right\rangle = \dfrac (m)(M) \cdot N_A \cdot \dfrac (i)(2) \cdot k \cdot T .\)
Мынадай жағдай болса k⋅N A= Рәмбебап газ тұрақтысы, бізде бар
\(~U = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac (m)(M) \cdot R \cdot T\) - идеал газдың ішкі энергиясы.
Ішкі энергияның өзгеруі
Шешімдер үшін практикалық мәселелермаңызды рөл атқаратын ішкі энергияның өзі емес, оның өзгеруі Δ У = У 2 - У 1 . Ішкі энергияның өзгеруі энергияның сақталу заңдары негізінде есептеледі.
Дененің ішкі энергиясы екі жолмен өзгеруі мүмкін:
- Жасаған кезде механикалық жұмыс. а) Егер сыртқы күш дененің деформациясын тудырса, онда ол құрайтын бөлшектердің арақашықтығы өзгереді, демек, бөлшектердің әрекеттесуінің потенциалдық энергиясы да өзгереді. Серпімсіз деформациялармен, сонымен қатар, дененің температурасы өзгереді, яғни. бөлшектердің жылулық қозғалысының кинетикалық энергиясы өзгереді. Бірақ дене деформацияланған кезде жұмыс орындалады, бұл дененің ішкі энергиясының өзгеруінің өлшемі. б) Дененің басқа денемен серпімсіз соқтығысуы кезінде оның ішкі энергиясы да өзгереді. Бұрын байқағанымыздай, денелердің серпімсіз соқтығысуы кезінде олардың кинетикалық энергиясы азаяды, ол ішкі энергияға айналады (мысалы, анвильде жатқан сымға балғамен бірнеше рет соқса, сым қызып кетеді). Дененің кинетикалық энергиясының өзгеру өлшемі кинетикалық энергия теоремасы бойынша әсер етуші күштердің жұмысы болып табылады. Бұл жұмыс ішкі энергияның өзгеруінің өлшемі ретінде де қызмет ете алады. в) Дененің ішкі энергиясының өзгеруі үйкеліс күшінің әсерінен болады, өйткені тәжірибеден белгілі болғандай, үйкеліс әрқашан үйкеліс денелердің температурасының өзгеруімен бірге жүреді. Үйкеліс күшінің жұмысы ішкі энергияның өзгерісінің өлшемі бола алады.
- Көмегімен жылу беру. Мысалы, денені оттық жалынына қойса, оның температурасы өзгереді, демек оның ішкі энергиясы да өзгереді. Бірақ бұл жерде ешқандай жұмыс жүргізілмеді, өйткені дененің өзі де, оның бөліктері де көрінетін қозғалыс болмады.
Жүйенің ішкі энергиясының жұмыс істемей өзгеруі деп аталады жылу алмасу(жылу алмасу).
Жылу берудің үш түрі бар: өткізгіштік, конвекциялық және сәулелену.
A) жылу өткізгіштікдене бөлшектерінің термиялық хаотикалық қозғалысына байланысты денелердің (немесе дене бөліктерінің) тікелей жанасуындағы жылу алмасу процесі. Қатты дененің молекулаларының тербеліс амплитудасы үлкен болған сайын оның температурасы жоғары болады. Газдардың жылу өткізгіштігі олардың соқтығысуы кезінде газ молекулалары арасындағы энергия алмасуына байланысты. Сұйықтық жағдайында екі механизм де жұмыс істейді. Заттың жылу өткізгіштігі қатты күйде максималды, ал газ күйінде минималды болады.
б) Конвекциясұйықтың немесе газдың қыздырылған ағындары арқылы олар алып жатқан көлемнің бір бөлігінен екінші бөлігіне жылу беру.
в) Жылу алмасу кезінде радиацияқашықтықта электромагниттік толқындар арқылы жүзеге асырылады.
Ішкі энергияны қалай өзгертуге болатынын толығырақ қарастырайық.
механикалық жұмыс
Термодинамикалық процестерді қарастырған кезде макроденелердің механикалық қозғалысы тұтастай қарастырылмайды. Мұндағы жұмыс ұғымы дене көлемінің өзгеруімен байланысты, яғни. макродененің бір-біріне қатысты қозғалатын бөліктері. Бұл процесс бөлшектер арасындағы қашықтықтың өзгеруіне, сонымен қатар көбінесе олардың қозғалыс жылдамдығының өзгеруіне, демек, дененің ішкі энергиясының өзгеруіне әкеледі.
изобарлық процесс
Алдымен изобарлық процесті қарастырайық. Жылжымалы поршені бар цилиндрде температурада газ болсын Т 1 (Cурет 1).
Біз газды температураға дейін баяу қыздырамыз Т 2. Газ изобарлық түрде кеңейеді және поршень орнынан қозғалады 1 позицияға 2 қашықтық Δ л. Бұл жағдайда газдың қысым күші сыртқы денелерге жұмыс жасайды. Өйткені б= const, содан кейін қысым күші Ф = p⋅Sсонымен қатар тұрақты. Сондықтан бұл күштің жұмысын формула бойынша есептеуге болады
\(~A = F \cdot \Delta l = p \cdot S \cdot \Delta l = p \cdot \Delta V,\)
мұндағы ∆ В- газ көлемінің өзгеруі.
- Егер газдың көлемі өзгермесе (изохоралық процесс), онда газдың істеген жұмысы нөлге тең болады.
- Газ тек көлемін өзгерту процесінде ғана жұмыс істейді.
Кеңейту кезінде (Δ В> 0) газда оң жұмыс орындалады ( А> 0); қысу жағдайында (Δ В < 0) газа совершается отрицательная работа (А < 0).
- Егер жұмысты қарастырсақ сыртқы күштер А " (А " = –А), содан кейін кеңейтумен (Δ В> 0) газ А " < 0); при сжатии (ΔВ < 0) А " > 0.
Екі газ күйі үшін Клапейрон-Менделеев теңдеуін жазайық:
\(~p \cdot V_1 = \nu \cdot R \cdot T_1, \; \; p \cdot V_2 = \nu \cdot R \cdot T_2,\)
\(~p \cdot (V_2 - V_1) = \nu \cdot R \cdot (T_2 - T_1) .\)
Сондықтан, қашан изобарлық процесс
\(~A = \nu \cdot R \cdot \Delta T .\)
Егер ν = 1 моль болса, онда Δ кезінде Τ = 1 K біз оны аламыз Рсандық жағынан тең А.
Демек, келесі әмбебап газ тұрақтысының физикалық мағынасы: ол 1 моль идеал газды изобарлық түрде 1 К қыздырған кездегі жұмысына сан жағынан тең.
Изобарлық процесс емес
Диаграммада б (В) изобарлық процесте жұмыс 2, а-суретте боялған тіктөртбұрыштың ауданына тең.
Егер процесс изобарлық емес(2-сурет, б), содан кейін функция қисығы б = f(В) көп изохоралар мен изобаралардан тұратын сынық сызық түрінде көрсетуге болады. Изохоралық қималардағы жұмыс нөлге тең, ал барлық изобарлық қималардағы жалпы жұмыс мынаған тең болады.
\(~A = \lim_(\Delta V \0-ге) \sum^n_(i=1) p_i \cdot \Delta V_i\), немесе \(~A = \int p(V) \cdot dV,\ )
анау. тең болады көлеңкеленген фигураның ауданы.
Сағат изотермиялық процесс (Т= const) жұмыс 2, в-суретте көрсетілген көлеңкеленген фигураның ауданына тең.
Соңғы формула бойынша жұмысты анықтауға болады, егер оның көлемінің өзгеруіне байланысты газ қысымы қалай өзгеретіні белгілі болса ғана, яғни. функцияның формасы белгілі б = f(В).
Осылайша, газ көлемінің бірдей өзгеруінің өзінде жұмыс газдың бастапқы күйінен соңғы күйіне өту әдісіне (яғни, процеске: изотермиялық, изобарлық ...) байланысты болатыны анық. Демек, бұл туралы қорытынды жасауға болады
- Термодинамикадағы жұмыс күй функциясы емес, процесс функциясы болып табылады.
Жылу мөлшері
Белгілі болғандай, әртүрлі механикалық процестермеханикалық энергияның өзгерісі болады В. Механикалық энергияның өзгеру өлшемі жүйеге әсер ететін күштердің жұмысы болып табылады:
\(~\DeltaW = A.\)
Жылу алмасу кезінде дененің ішкі энергиясының өзгеруі орын алады. Жылу беру кезінде ішкі энергияның өзгеру өлшемі жылу мөлшері болып табылады.
Жылу мөлшеріжылу алмасу кезіндегі ішкі энергияның өзгеруінің өлшемі болып табылады.
Сонымен, жұмыс та, жылу мөлшері де энергияның өзгеруін сипаттайды, бірақ ішкі энергиямен бірдей емес. Олар жүйенің өзінің күйін сипаттамайды (ішкі энергия сияқты), бірақ күй өзгерген кездегі энергияның бір түрден екінші түрге (бір денеден екінші денеге) өту процесін анықтайды және мәні бойынша процестің сипатына тәуелді.
Жұмыс пен жылу арасындағы негізгі айырмашылық мынада
- жұмыс энергияның бір түрден екінші түрге (механикалықдан ішкіге) айналуымен жүретін жүйенің ішкі энергиясын өзгерту процесін сипаттайды;
- жылу мөлшері ішкі энергияның бір денеден екінші денеге (көп қыздырылғаннан аз қыздырылғанға) ауысу процесін сипаттайды, энергияның түрленуімен бірге жүрмейді.
Жылыту (салқындату)
Тәжірибе көрсеткендей, массасы бар денені қыздыру үшін қажетті жылу мөлшері мтемпература Т 1 температураға дейін Т 2 формула бойынша есептеледі
\(~Q = c \cdot m \cdot (T_2 - T_1) = c \cdot m \cdot \Delta T,\)
Қайда в- заттың меншікті жылу сыйымдылығы (кестелік мән);
\(~c = \dfrac(Q)(m \cdot \Delta T).\)
Меншікті жылудың SI бірлігі - кг-Кельвинге шаққанда джоуль (Дж/(кг К)).
Меншікті жылу вмассасы 1 кг денені 1 К қыздыру үшін оны беру керек жылу мөлшеріне сандық түрде тең.
Меншікті жылу сыйымдылығынан басқа дененің жылу сыйымдылығы сияқты шама да қарастырылады.
Жылу сыйымдылығыдене Cдене температурасын 1 К өзгертуге қажетті жылу мөлшеріне сандық түрде тең:
\(~C = \dfrac(Q)(\Delta T) = c \cdot м.\)
Дененің жылу сыйымдылығының SI бірлігі - келвинге шаққанда джоуль (Дж/К).
булану (конденсация)
Тұрақты температурада сұйықты буға айналдыру үшін қажетті жылу мөлшері қажет
\(~Q = L\cdot m,\)
Қайда Л- меншікті булану жылуы (кестелік мән). Бу конденсацияланған кезде бірдей мөлшерде жылу бөлінеді.
Меншікті булану жылуының SI бірлігі килограммға джоуль (Дж/кг) болып табылады.
Балқу (кристалдану)
Массасы бар кристалдық денені балқыту үшін мбалқу нүктесінде денеге жылу мөлшерін хабарлау қажет
\(~Q = \лямбда \cdot m,\)
Қайда λ - меншікті балқу жылуы (кестелік мән). Дененің кристалдануы кезінде бірдей мөлшерде жылу бөлінеді.
Меншікті балқу жылуының SI бірлігі килограммға джоуль (Дж/кг) болып табылады.
отынның жануы
Отын массасының толық жануы кезінде бөлінетін жылу мөлшері м,
\(~Q = q \cdot m,\)
Қайда q- меншікті жану жылуы (кестелік мән).
Меншікті жану жылуының SI бірлігі килограммға джоуль (Дж/кг) болып табылады.
Әдебиет
Аксенович Л.А. Физика орта мектеп: Теория. Тапсырмалар. Тесттер: Проц. жалпы қамтамасыз ететін мекемелерге жәрдемақы. орталар, білім беру / Л.А.Аксенович, Н.Н.Ракина, К.С.Фарино; Ред. К.С.Фарино. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 129-133, 152-161.
1.
Механикалық энергияның екі түрі бар: кинетикалық және потенциал. Кез келген қозғалыстағы дененің кинетикалық энергиясы болады; ол дененің массасына және оның жылдамдығының квадратына тура пропорционал. Потенциалдық энергияға бір-бірімен әрекеттесетін денелер ие болады. Жермен әрекеттесетін дененің потенциалдық энергиясы оның массасына және арасындағы қашықтыққа тура пропорционал
ол және жер беті.
Дененің кинетикалық және потенциалдық энергиясының қосындысы оның толық механикалық энергиясы деп аталады.. Осылайша, толық механикалық энергия дененің жылдамдығына және оның әрекеттесетін денеге қатысты орналасуына байланысты.
Егер денеде энергия болса, ол жұмыс істей алады. Жұмысты орындаған кезде дененің энергиясы өзгереді. Жұмыстың мәні энергияның өзгеруіне тең.
2. Тығынмен жабылған, түбі сумен жабылған қалың қабырғалы құмыраға ауа айдалса (67-сурет), онда біраз уақыттан кейін тығын құмырадан ұшып шығып, құмырада тұман пайда болады.
Бұл құмырадағы ауада судың булануы кезінде пайда болатын су буының болуына байланысты. Тұманның пайда болуы будың суға айналғанын білдіреді, яғни. конденсацияланады және бұл температура төмендегенде орын алуы мүмкін. Демек, жағалаудағы ауа температурасы төмендеді.
Мұның себебі төмендегідей. Тығын консервіден ұшып кетті, өйткені ондағы ауа оған белгілі бір күшпен әсер етті. Тығынның шығатын жеріндегі ауа жұмыс жасады. Денеде энергия болса, жұмысты орындай алатыны белгілі. Сондықтан құмырадағы ауа энергияға ие.
Ауа жұмыс істеген кезде оның температурасы төмендеп, күйі өзгерді. Сонымен бірге ауаның механикалық энергиясы өзгерген жоқ: оның жылдамдығы да, Жерге қатысты орны да өзгерген жоқ. Сондықтан жұмыс механикалық емес, басқа энергия есебінен жасалды. Бұл энергия ішкі энергиябанкадағы ауа.
3. Дененің ішкі энергиясы оның молекулаларының қозғалысының кинетикалық энергиясы мен олардың өзара әрекеттесуінің потенциалдық энергиясының қосындысы болып табылады.
Молекулалардың кинетикалық энергиясы \((E_k) \) қозғалыста болғандықтан, ал потенциалдық энергиясы \((Е_п) \) әсерлескендіктен болады.
Ішкі энергия \ (U \) әрпімен белгіленеді. Ішкі энергияның өлшем бірлігі - 1 Дж (1 Дж).
\[ U=E_k+E_p \]
4. Молекулалардың қозғалыс жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, дене температурасы соғұрлым жоғары болады, сондықтан ішкі энергия дене температурасына байланысты. Заттың қатты күйден сұйық күйге өтуі үшін, мысалы, мұзды суға айналдыру үшін оған энергия әкелу керек. Демек, судың ішкі энергиясы бірдей массалық мұзға қарағанда көбірек болады, демек, ішкі энергия дененің агрегаттық күйіне байланысты.
Дененің ішкі энергиясы оның жалпы қозғалысына және басқа денелермен әрекеттесуіне тәуелді емес. Сонымен, үстелде және еденде жатқан доптың ішкі энергиясы, сондай-ақ қозғалмайтын және еденде домалап тұрған доптың бірдей (егер, әрине, оның қозғалысына қарсылықты елемейтін болсақ).
Ішкі энергияның өзгеруін жасалған жұмыстың мәні бойынша бағалауға болады. Сонымен қатар, дененің ішкі энергиясы оның температурасына байланысты болғандықтан, дене температурасының өзгеруі оның ішкі энергиясының өзгеруін бағалау үшін пайдаланылуы мүмкін.
5. Ішкі энергияны жұмыс істеу арқылы өзгертуге болады. Сонымен, сипатталған тәжірибеде тығынды итеріп шығару жұмысын орындаған кезде банкадағы ауа мен су буының ішкі энергиясы азайған. Сонымен бірге ауа мен су буының температурасы төмендеді, бұл тұманның пайда болуымен дәлелденді.
Егер қорғасынның бір бөлігін балғамен бірнеше рет соққан болса, онда тіпті ұстағанда да қорғасын бөлігінің қызып кететінін анықтауға болады. Демек, оның ішкі энергиясы, сондай-ақ балғаның ішкі энергиясы өсті. Бұл қорғасынның бір бөлігінде жұмыс жасалғандықтан болды.
Егер дененің өзі жұмыс істесе, онда оның ішкі энергиясы азаяды, ал егер оған жұмыс жасалса, ішкі энергиясы артады.
Егер сіз бір стақан суық суға құйсаңыз ыстық су, содан кейін ыстық судың температурасы төмендейді және суық судың температурасы жоғарылайды. Бұл жағдайда ешқандай жұмыс жасалмайды, бірақ ыстық судың ішкі энергиясы азаяды, бұл оның температурасының төмендеуінен көрінеді.
Бастапқыда ыстық судың температурасы суық судың температурасынан жоғары болғандықтан, содан кейін ыстық судың ішкі энергиясы үлкен болады. Бұл ыстық су молекулаларының кинетикалық энергиясы суық су молекулаларына қарағанда көбірек екенін білдіреді. Бұл энергия соқтығысқан кезде ыстық су молекулалары арқылы суық су молекулаларына беріледі, ал суық су молекулаларының кинетикалық энергиясы артады. Бұл жағдайда ыстық су молекулаларының кинетикалық энергиясы төмендейді.
Қарастырылған мысалда механикалық жұмыс орындалмайды, денелердің ішкі энергиясы өзгереді жылу беру.
Жылу алмасу - дененің бір бөлігінен екінші бөлігіне немесе бір денеден екінші денеге жұмыс істемей энергия берілгенде дененің ішкі энергиясын өзгерту әдісі.
1 бөлім
1. Тұрақты көлемдегі тығыздалған ыдыстағы газдың ішкі энергиясы анықталады
1) газ молекулаларының ретсіз қозғалысы
2) бүкіл ыдыстың газбен қозғалысы
3) ыдыстың газбен және Жермен әрекеттесуі
4) сыртқы күштердің газбен ыдысқа әсері
2. Дененің ішкі энергиясы тәуелді
А) дене салмағы
B) дененің жер бетіне қатысты орналасуы
B) дененің жылдамдығы (үйкеліс күші болмаған кезде)
Дұрыс жауап
1) тек А
2) тек В
3) тек В
4) тек В және С
3. Дененің ішкі энергиясы тәуелді емес
А) дене температурасы
В) дене салмағы
B) дененің жер бетіне қатысты орналасуы
Дұрыс жауап
1) тек А
2) тек В
3) тек В
4) тек А және В
4. Денені қыздырғанда оның ішкі энергиясы қалай өзгереді?
1) артады
2) төмендейді
3) газдар үшін артады, қатты және сұйықтар үшін өзгермейді
4) газдар үшін өзгермейді, қатты және сұйықтар үшін артады
5. Монетаның ішкі энергиясы, егер ол артады
1) ыстық суда қыздыру
2) бірдей температурадағы суға батыру
3) оны белгілі бір жылдамдықпен жылжыту
4) Жер бетінен жоғары көтерілу
6. Бөлмедегі үстелдің үстінде бір стақан су тұр, ал массасы бірдей және температурасы бірдей басқа стақан су үстелге қатысты 80 см биіктікте ілулі тұрған сөреде тұр. Үстел үстіндегі стақан судың ішкі энергиясы
1) сөредегі судың ішкі энергиясы
2) сөредегі судың ішкі энергиясы көбірек
3) сөредегі судың ішкі энергиясының аз болуы
4) нөлге тең
7. Ыстық бөлік суық суға батырылғаннан кейін ішкі энергия
1) бөліктер де, су да артады
2) бөліктер де, су да азаяды
3) Бөлшектер азаяды, ал су көбейеді
4) Су азайған кезде мәліметтер көбейеді
8. Бөлмедегі үстелдің үстінде бір стақан су, ал массасы бірдей, температурасы бірдей тағы бір стақан су 800 км/сағ жылдамдықпен ұшатын ұшақта. Ұшақтағы судың ішкі энергиясы
1) бөлмедегі судың ішкі энергиясына тең
2) бөлмедегі судың ішкі энергиясы көбірек
3) бөлмедегі судың ішкі энергиясының аз болуы
4) нөлге тең
9. Үстел үстіндегі кесеге ыстық су құйылғаннан кейін ішкі энергия
1) шыныаяқтар мен су көбейді
2) шыныаяқтар мен су азайды
3) су көбейген кезде шыныаяқтар азайды
4) су азайған кезде шыныаяқтар көбейді
10. Дене температурасын көтеруге болады, егер
A. Ол бойынша жұмыс жасаңыз.
B. Оған жылулық беріңіз.
Дұрыс жауап
1) тек А
2) тек В
3) А және В
4) А немесе В емес
11. Қорғасын шар тоңазытқышта салқындатылады. Бұл жағдайда доптың ішкі энергиясы, оның массасы және доп затының тығыздығы қалай өзгереді? Әрбір физикалық шама үшін өзгерістің сәйкес сипатын анықтаңыз. Әрбір физикалық шама үшін таңдалған сандарды кестеге жазыңыз. Жауаптағы сандар қайталануы мүмкін.
ФИЗИКАЛЫҚ МӨЛІМДЕР
А) ішкі энергия
В) масса
B) Тығыздығы
ӨЗГЕРІСТІҢ СИПАТЫ
1) артады
2) төмендейді
3) өзгермейді
12. Ауа бөтелкеге құйылады, тығынмен тығыз жабылады. Бір сәтте тығын бөтелкеден ұшып кетеді. Ауаның көлеміне, оның ішкі энергиясына және температурасына не болады? Әрбір физикалық шама үшін оның өзгеру сипатын анықтаңыз. Әрбір физикалық шама үшін таңдалған сандарды кестеге жазыңыз. Жауаптағы сандар қайталануы мүмкін.
ФИЗИКАЛЫҚ МӨЛІМДЕР
A) көлем
В) ішкі энергия
В) температура
ӨЗГЕРІСТІҢ СИПАТЫ
1) артады
2) төмендейді
3) өзгермейді
Жауаптар
ТЕМПЕРАТУРА ЖӘНЕ ОНЫҢ ӨЛШЕНУІ.
[Q]=Дж. Q=DU.
ТЕРМИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР.
балқу және кристалдану.
Бір зат белгілі бір жағдайларда қатты, сұйық және газ тәрізді күйде болуы мүмкін, оларды агрегат деп атайды.
ҚАТТЫ ДЕГЕНДЕН СҰЙЫҚ ЖҮЙЕГЕ ӨТУ БАЛҚУ ДЕП АТАЛДЫ.Балқу балқу нүктесі деп аталатын температурада жүреді. Заттардың балқу нүктелері әртүрлі, өйткені олардың құрылымы әртүрлі. Балқу температурасы – кестелік мән. Балқыту процесінде температура өзгермейді, өйткені жою үшін жылу кірісі пайдаланылады кристалдық торқатты дене.
БАЛҚУ ТЕМПЕРАТУРАСЫНДА АЛЫНҒАН 1 КГ ҚАТТЫ ДЕНГЕНІ БІРДЕЙ ТЕМЕРАЦИЯСЫ СҰЙЫҚТЫҚҚА ТҰРНАЛУ ҮШІН ҚАЖЕТТІ ЖЫЛУ МӨЛШЕРІ МЕНШІКТІ балқыту жылуы деп аталады. [l]=Дж/кг.
КРИСТАЛДАНУ – ЗАТТЫҢ СҰЙЫҚ КҮЙДЕН ҚАТТЫ ДЕГЕНГЕ ӨТУ ПРОЦЕСІ. Заттың балқу температурасы оның кристалдану температурасына тең. Балқыту процесіндегі сияқты кристалдану кезінде температура өзгермейді, өйткені кристалдану кезінде денені балқытуға жұмсалған жылу бөлінеді. Ол кристалданатын дененің температурасын тұрақты ұстап тұрады. Энергияның сақталу заңына сәйкес кристалдану кезінде бөлінетін жылу мөлшерін есептегенде балқыту кезіндегідей формула қолданылады. Жылу беру бағытын көрсету үшін оған минус белгісі енгізіледі.
Булану және конденсация.
БАНУ – ЗАТТЫҢ СҰЙЫҚТАН ГАЗ КҮЙІНЕ ӨТУ ПРОЦЕСІ. Сұйық молекулалары бір-бірін тартады, сондықтан сұйықтықтан кинетикалық энергиясы жоғары ең жылдам молекулалар ғана ұшып шыға алады. Егер жылу берілмесе, онда буланатын сұйықтықтың температурасы төмендейді. Булану жылдамдығы сұйықтықтың температурасына, оның бетінің ауданына, сұйықтықтың түріне және оның бетінде желдің болуына байланысты.
КОНДЕНСАЦИЯ – СҰЙЫҚТЫҢ БУҒА ТҰРЫЛУЫ. Ашық ыдыста булану жылдамдығы конденсация жылдамдығынан асып түседі. Жабық ыдыста булану мен конденсация жылдамдығы тең.
Сұйықтық ыдыстың түбінде және қабырғаларында қызған кезде сұйықтықта еріген ауаның шығуы басталады. Бұл көпіршіктердің ішінде сұйықтық буланып кетеді. Архимед күшінің әсерінен көпіршіктер ыдыстың қабырғаларынан бөлініп, жоғары қалқып шығады. Олар әлі қыздырылмаған сұйықтыққа түседі, бу конденсацияланады. Көпіршіктер құлайды. Бұл кезде тән шу естіледі.
Сұйықтық қызған кезде көпіршіктердегі будың конденсациясы тоқтайды. Ал буланудың жалғасуына байланысты көлемі ұлғайған бу көпіршігі сұйықтықтың бетіне жетіп, жарылып, оның құрамындағы буды атмосфераға шығарады. Сұйықтық қайнап жатыр. ҚАЙНАУ – СҰЙЫҚТЫҢ БҮТІК КӨЛЕМІНДЕ БОЛАТЫН БУДАНУ . Қайнау қайнау температурасы деп аталатын температурада жүреді, ол сұйықтық түріне және оның бетіндегі қысымға байланысты. Сыртқы қысым төмендеген кезде сұйықтықтың қайнау температурасы төмендейді. Қайнау процесінде сұйықтықтың температурасы тұрақты болып қалады, өйткені. кіріс энергиясы сұйық молекулаларының өзара тартылуын жеңуге жұмсалады.
1 КГ СҰЙЫҚТЫ БІРДЕЙ ТЕМПЕРАТУРАДАҒЫ БУҒА ТҰРНАЛУ ҮШІН КЕРЕК ЖЫЛУ МӨЛШЕРІ БУДАНУ ҮШІН ЖЫЛУДЫҚ ДЕП АТАЛАДЫ. [L] = Дж/кг. Әртүрлі сұйықтықтар үшін меншікті булану жылуы әртүрлі және оның сандық мәні кестелік мән болып табылады. Сұйықтықтың булануына қажетті жылу мөлшерін есептеу үшін осы сұйықтықтың меншікті булану жылуын буланған сұйықтықтың массасына көбейту керек.
Бу конденсацияланған кезде оның булануына жұмсалған жылу мөлшері бөлінеді. Будың қарқынды конденсациясы қайнау температурасына тең конденсация температурасында жүреді.
Отынның жануы.
Жанармай жағу кезінде процесс бармолекулалық түзілу Көмір қышқыл газыотынның көміртегі атомдарынан және атмосфералық ауаның оттегі атомдарынан. Бұл тотығу процесі көп мөлшерде жылудың бөлінуімен бірге жүреді. Сипаттау әртүрлі түрлеріотын енгізілді ОТЫН ЖАНУДЫҢ МЕНШІКТІ ЖЫЛУЫ – 1 КГ ОТЫН ТОЛЫҚ ЖАНУДА ШЫҒАРАТЫН ЖЫЛУ МӨЛШЕРІ . [q]=Дж/кг. Барлық басқа ерекше мәндер сияқты, отынның меншікті жану жылуы да кестелік мән болып табылады. Отынның толық жануы кезінде бөлінетін жылу мөлшерін есептеу үшін отынның меншікті жану жылуын отынның массасына көбейту керек.
Отынның жануы қайтымсыз процесс, яғни. ол тек бір бағытта ағып жатыр.
Кулон заңы.
Нүктелік заряд деп денеде орналасқан зарядты айтады, оның өлшемі мен пішінін берілген шарттарда ескермеуге болады. Қозғалмайтын нүктелік зарядтардың өзара әрекеттесу заңын 1785 жылы Ш.Кулон бұралу таразыларының көмегімен тәжірибе жүзінде тапты.
Бұралу таразы – ұштарында бекітілген шағын өткізгіш шарлары бар жеңіл оқшаулағыш арқалық, оның біреуі тәжірибеге қатыспайды, тек қарсы салмақ қызметін атқарады. Рокер жұқа серпімді жіпке ілулі. Құрылғының қақпағы арқылы ішіне үшінші бірдей зарядталған шар түсіріледі. Рокер шарларының бірі енгізілген допқа тартылады. Бұл жағдайда заряд олардың арасында екіге бөлінеді, яғни. шарларда бірдей көлемдегі аттас зарядтар болады. Шарлар бір-бірінен секіреді. Шарлар арасындағы өзара әрекеттесу күші жіптің бұралу бұрышымен өлшенеді. Зарядтың шамасын құрылғыдан үшінші шарды алып, одан зарядты алып тастау арқылы өзгертуге болады. Оны құрылғыға енгізіп, зарядтардың жаңа бөлінуінен кейін бастапқы зарядтың жартысы шарларда қалады. Зарядтардың шамасын және олардың арасындағы қашықтықты өзгерту арқылы Кулон мұны тапты НҮКТЕЛІ ЗАРЫЯЛАРДЫҢ ӨЗАРА ӘСЕР КҮШІ ЗАРЫЯЛАРДЫҢ МОДУЛЬДЕРІНЕ ТҰРАЙ ПРОПРОЦИОНАЛДЫ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ АРАСЫНДАҒЫ АРАҚАШТЫҚТЫҢ Квадратына кері пропорционалды. . Нүктелік зарядтар - бұл нақты жағдайда өлшемі мен пішінін ескермеуге болатын денелерде орналасқан зарядтар.
F ~ q 1 , F~q 2 , F~1/r 2 Þ F~½q 1 ½½q 2 ½/r 2 .
Сонымен қатар, вакуумдегі зарядтардың өзара әрекеттесу күші кез келген диэлектрлік ортаға қарағанда үлкен екені анықталды. Вакуумдегі зарядтардың әрекеттесу күші берілген ортадағыдан неше есе артық екенін көрсететін шаманы ортаның өткізгіштігі деп атайды. Ортаның диэлектрлік өтімділігі кестелік шама болып табылады.
e = F in /F. [e] = 1.
Кулон заңындағы к \u003d 9 * 1O 9 Нм 2 /С 2 пропорционалдық коэффициенті 1 м қашықтықтағы әрқайсысы 1 С болатын екі нүктелік зарядтың вакуумда әрекеттесетін күші екендігі эксперименталды түрде анықталды.
F = k |q 1 | |q 2 |/ er 2 .
Кулон заңы зарядталған шарлар үшін де жарамды. Бұл жағдайда r олардың орталықтары арасындағы қашықтық деп түсініледі.
ТІЗІРЛІК БӨЛІМ ҮШІН OHM ЗАҢЫ.
Өткізгіштің ұштарындағы потенциалдар айырмасының ұлғаюы ондағы токтың ұлғаюына әкеледі. Ом өткізгіштегі ток күші ондағы потенциалдар айырмасына тура пропорционал екенін тәжірибе жүзінде дәлелдеді.
Бір электр тізбегіне әртүрлі тұтынушылар қосылғанда, олардағы ток күші әртүрлі болады. Бұл әртүрлі тұтынушылар электр тогының олар арқылы өтуіне әртүрлі жолдармен кедергі келтіретінін білдіреді. ӨТКІЗГІШТІҢ ЭЛЕКТР ТОҚЫНЫҢ ӨТКІЗУІН БОЛДЫРМАУ МҮМКІНДІГІН СИПАТТАЙТЫН ФИЗИКАЛЫҚ ШАМДЫ ЭЛЕКТР ТЕКСІРІЛІГІ деп атайды. . Берілген өткізгіштің кедергісі тұрақты температурадағы тұрақты шама болып табылады. Температура жоғарылағанда металдардың кедергісі артады, ал сұйықтардыкі азаяды. [R] = Ом. 1 Ом – мұндай өткізгіштің кедергісі, ол арқылы оның ұштарында потенциалдар айырымы 1 В болатын 1 А ток өтеді. Ең жиі қолданылатын металл өткізгіштер. Олардағы ток тасымалдаушылар бос электрондар болып табылады. Өткізгіш бойымен қозғалған кезде олар кристалдық тордың оң иондарымен әрекеттесіп, оларға энергияның бір бөлігін беріп, жылдамдығын жоғалтады. Қажетті қарсылықты алу үшін қарсылық қорабын пайдаланыңыз. Қарсылық қорабы - қажетті комбинацияда тізбекке қосылуы мүмкін белгілі кедергілері бар сым катушкаларының жиынтығы.
Ом эксперименталды түрде тапты ТЕКСІМНІҢ БІРТІКТІ КЕҢЕСІНДЕГІ ТОК КЕРІ ОСЫ БӨЛІМДІҢ ҰШТАРЫНДАҒЫ ПОЦЕНЦИАЛДЫҚ АЙЫРМАҒА ТҮКЕЛЕЙ ПРОПРОЦИОНАЛДЫ ЖӘНЕ ОСЫ КЕҢЕСТІҢ КЕРІСІ КЕРІ ПРОПРОЦИОНАЛДЫ.
Тізбектің біртекті бөлімі деп ток көздері жоқ бөлімді айтады. Бұл тізбектің біртекті бөлімі үшін Ом заңы - барлық электрлік есептеулердің негізі.
Соның ішінде әртүрлі ұзындықтағы өткізгіштер, әртүрлі көлденең қимажасалған әртүрлі материалдар, табылды: ӨТКІЗГІШТІҢ ҚАРСЫСЫ ӨТКІЗГІШТІҢ ҰЗЫНДЫҒЫНА ТІК ПРОПРОЦИОНАЛДЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚИМА АЙМАҒЫНА КЕРІ ПРОПРОЦИОНАЛДЫ. ЗАТТАН ЖАСАЛҒАН ШЕТІ 1 МЕТР КУБТІҢ КЕРІСІ ТОҚ ОНЫҢ ҚАРСЫ БЕТТЕРІНЕ ПЕРПЕНДИКУЛЬ БОЛСА, ОСЫ ЗАТТЫҢ ЕРЕКШЕЛІ КЕРСІМДІ КЕРІСТІГІ деп аталады. . [r] \u003d Ом м. Меншіктіліктің жүйелік емес бірлігі жиі қолданылады - көлденең қимасының ауданы 1 мм 2 және ұзындығы 1 м болатын өткізгіштің кедергісі. [r] \ u003d Ом мм 2 / м.
Қарсылықзаттар – кестелік мән. Өткізгіштің кедергісі оның кедергісіне пропорционал.
Сырғымалы және сатылы реостаттардың әрекеті өткізгіш кедергісінің оның ұзындығына тәуелділігіне негізделген. Сырғымалы реостат – айналасына никель сымы оралған керамикалық цилиндр. Реостатты тізбекке қосу тізбектегі орамның үлкен немесе аз ұзындығын қамтитын сырғытпаның көмегімен жүзеге асырылады. Сым бір-бірінен бұрылыстарды оқшаулайтын масштабты қабатпен жабылған.
А) ТҰТЫНУШЫЛАРДЫҢ ТІЗІЛІК ЖӘНЕ ПАРАЛЛЕЛЬ ҚОСЫЛУЫ.
Көбінесе электр тізбегіне бірнеше ток тұтынушылар кіреді. Себебі, әрбір тұтынушының өзінің ағымдағы көзі болуы ұтымды емес. Тұтынушыларды қосудың екі жолы бар: сериялы және параллельді және аралас қосылым түріндегі олардың комбинациясы.
а) Тұтынушыларды тізбектей қосу.
Тізбектей жалғанған кезде тұтынушылар бірінен соң бірі жалғасатын үздіксіз тізбекті құрайды. Тізбектелген қосылымда қосылатын сымдардың тармақтары жоқ. Қарапайымдық үшін тізбектей қосылған екі тұтынушы тізбегін қарастырайық. Тұтынушылардың бірінен өткен электр заряды екіншісінен де өтеді, өйткені. тұтынушыларды қосатын өткізгіште зарядтардың жоғалуы, пайда болуы және жиналуы мүмкін емес. q=q 1 =q 2 . Алынған теңдеуді тізбек арқылы токтың өту уақытына бөле отырып, бүкіл қосылым арқылы өтетін ток пен оның бөлімдері арқылы өтетін токтар арасындағы қатынасты аламыз.
Жалғыз оң зарядты бүкіл байланыс бойымен жылжыту жұмысы осы зарядты оның барлық бөлімдері арқылы жылжыту жұмысынан тұратыны анық. Анау. V \u003d V 1 + V 2 (2).
Тізбектей жалғанған тұтынушылар арасындағы жалпы потенциалдар айырмасы тұтынушылар арасындағы әлеуетті айырмашылықтардың қосындысына тең.
(2) теңдеудің екі бөлігін тізбектегі токқа бөлсек, мынаны аламыз: U/I=V 1 /I+V 2 /I. Анау. барлық тізбектей жалғанған секцияның кедергісі оның құрамдас бөліктерінің тұтынушыларының кедергілерінің қосындысына тең.
B) Тұтынушылардың параллель қосылуы.
Бұл тұтынушыларға мүмкіндік берудің ең кең таралған тәсілі. Осы байланыспен барлық тұтынушылар барлық тұтынушылар үшін екі ортақ нүктеге қосылады.
Параллель қосылым арқылы өткенде тізбек арқылы өтетін электр заряды жеке тұтынушылар арқылы өтетін бірнеше бөліктерге бөлінеді. Зарядтың сақталу заңы бойынша q=q 1 +q 2 . Бұл теңдеуді зарядтың өту уақытына бөлсек, тізбек арқылы өтетін жалпы ток пен жеке тұтынушылар арқылы өтетін токтар арасындағы қатынасты аламыз.
Потенциалдар айырмасының анықтамасына сәйкес V=V 1 =V 2 (2).
Тізбек бөлігі үшін Ом заңы бойынша (1) теңдеудегі ток күштерін потенциалдар айырмасының кедергіге қатынасымен ауыстырамыз. Біз аламыз: V / R \u003d V / R 1 + V / R 2. Қысқартқаннан кейін: 1/R=1/R 1 +1/R 2 ,
анау. параллель қосылыстың кедергісінің кері шамасы оның жеке тармақтарының кедергілерінің өзара қосындысына тең.
КИРХГОФ ЕРЕЖЕЛЕРІ.
Тармақталған электр тізбектерін есептеу үшін Кирхгоф ережелері қолданылады.
Тізбектегі үш немесе одан да көп сымдар қиылысатын нүкте түйін деп аталады. Зарядтың сақталу заңы бойынша түйінге түсетін және шығатын токтардың қосындысы нөлге тең. I = O. (Кирхгофтың бірінші ережесі). ТҮЙІН АРҚЫЛЫ ӨТКЕН ТОҚТЫҢ АЛГЕБРАЛЫҚ ҚОСЫНЫСЫ НӨЛ.
Түйінге кіретін ток оң деп саналады, түйінді теріс қалдырады. Тізбек бөліктеріндегі токтардың бағыттарын ерікті түрде таңдауға болады.
(2) теңдеу мынаны білдіреді КЕЗ КЕЛГЕН ТАБЫҚ ТІБЕРДІ АЙНАЛДЫРУ КЕЗІНДЕ, КЕРНЕЛЕУ ТӨСІМДЕРІНІҢ АЛГЕБРАЛЫҚ ҚОСЫНДЫСЫ ОСЫ ТІХБЕГІҢДЕГІ ЭҚК алгебралық қосындысына ТЕҢ БОЛАДЫ. , - (Кирхгофтың екінші ережесі).
Контурды айналып өту бағыты ерікті түрде таңдалады. Тізбек бөлігіндегі кернеу, егер осы бөлімдегі токтың бағыты тізбекті айналып өту бағытымен сәйкес келсе, оң деп саналады. ЭҚК оң деп саналады, егер тізбек бойымен айналып өту кезінде көз теріс полюстен оңға ауысса.
Егер тізбекте m түйін болса, онда бірінші ереже бойынша m - 1 теңдеуін жасауға болады. Әрбір жаңа теңдеу кем дегенде бір жаңа элементті қамтуы керек. Кирхгоф ережелеріне сәйкес құрастырылған теңдеулердің жалпы саны түйіндер арасындағы сегменттердің санына сәйкес келуі керек, яғни. токтардың санымен.
ТҰРАҚТЫ МАГНИТТЕР.
Табыс магнит өрісітемір өзек енгізілген кезде соленоид темір магнит өрісінде магниттелетініне және оның катушканың магнит өрісіне салынған магнит өрісінің оны күшейтетініне байланысты. Темір жоғары магнитті материалдарға жатады, оларға никель, кобальт, гадолиний және олардың қосылыстары да кіреді. Темір өзегінің магниттелуі оны катушкадан шығарғаннан кейін де сақталады. Магниттік қасиетін сақтайтын денені тұрақты магнит деп атайды. Әрбір тұрақты магниттің екі полюсі бар - солтүстік және оңтүстік. Бұл магнит өрісі ең үлкен магниттегі орындар. Магниттердің полюстері тебетін сияқты, қарама-қарсы полюстер де тартады. Тұрақты магниттер өрісінің конфигурациясын темір үгінділерін пайдалану арқылы зерттеу оңай.
Табиғи магниттелген темір немесе темір рудалары ежелгі Қытайда Жерді бағдарлау үшін қолданылған, ол өзі үлкен тұрақты магнит болып табылады. Жердің оңтүстік магниттік полюсі солтүстік географиялық полюстің аймағында орналасқан, бірақ онымен сәйкес келмейді, солтүстік магниттік полюс оңтүстік географиялық полюстің аймағында. Позиция магниттік полюстертұрақты емес. Сонымен қатар, Жердің шөгінді жыныстарын талдау Жердің магнит өрісінің полярлығын бірнеше рет өзгерткенін көрсетеді. Жердің магнит өрісі ондағы барлық тіршілік үшін үлкен рөл атқарады, өйткені. ол бізді ғарыштан Жерге ұшатын жылдам бөлшектердің ағынынан қорғайды, көп бөлігінде- күннен. Бұл ағын өзгерген кезде Жерде магниттік дауылдар байқалады – радиобайланыстың бұзылуына, магниттік инелердің орнындағы ауытқуларға әкелетін Жердің магнит өрісінің қысқа мерзімді өзгерістері.
ТОҒЫНЫҢ МАГНИТТЫҚ ӨРІСІ.
1820 жылы Эрстед магниттік ине өткізгіштің жанында орналасқанын анықтады электр тоғы, оның осі осы өткізгішті қоршап тұрған шеңберге жанамамен сәйкес келетіндей етіп бұрылады.
Сол жылы Ампер өткізгіштердің токпен әрекеттесуін ашты және бұл әрекеттесу бағынатын заңын тапты. Тогы бар өткізгіштің магниттік инеге әрекеті және ток өткізгіштердің өзара әрекеттесуін ток өткізгіштің айналасында магниттік инемен немесе басқа токпен анықталатын магнит өрісін жасайтындығымен түсіндіруге болады. -тасымалдағыш.
Магнит өрісі - қозғалатын электр зарядтары (ток) арқылы жасалған және қозғалатын электр зарядтарына (ток) әсер ету арқылы анықталатын заттың ерекше түрі. Магнит өрісі кеңістікте жарық жылдамдығымен таралады. Ол оны тудыратын токтан қашықтығы артқан сайын азаяды. Магнит өрісінің энергиясы бар.
Магниттік өрістерді зерттеу үшін шағын магниттік инелер қолданылады, олардың көмегімен магниттік сызықтарды пайдаланып магнит өрістерін графикалық бейнелеудің ыңғайлы жолы табылды. Магниттік сызық – магнит өрісінде шағын магниттік көрсеткілердің осьтері орналасқан сызық. Магниттік сызықтардың түрін картонға құйып, магнит өрісіне әкелетін ұсақ темір үгінділерінің көмегімен оңай белгілейді. Бұл жағдайда өрісте магниттелетін үгінділер магниттік сызықтар бойымен тізбектей орналасады. Бұл сызықтардың бағыты магниттік иненің солтүстік полюсін көрсететін бағыт ретінде қабылданады.
Түзу сызықты ток өткізгіштің магниттік сызықтары шеңберлер болып табылады, олардың центрі ток өткізгіш болып табылады. Сызықтардың бағыты гимлет ережесімен анықталады: егер гимлеттің ілгерілемелі қозғалысы (оң жақ бұранда) өткізгіштегі ток бағытымен сәйкес келсе, онда гимлет тұтқасының айналу қозғалысының бағыты бұранданың бағытымен сәйкес келеді. магниттік сызықтар.
Тогы бар катушканың магниттік сызықтары (соленоид) катушканың бұрылыстарын жабатын тұйық қисықтар. Бұл сызықтардың бағытын келесі ереже бойынша анықтау оңай: егер орамды оң қолмен иілген саусақтар ондағы ток бойымен бағытталатындай алса, онда майысқан бас бармақ магниттік сызықтардың бағытын көрсетеді. катушка осі.
Тогы бар катушкалар жолақты тұрақты магнитке ұқсас электромагнит болып табылады. Орамның магнит өрісі оның бұрылыстарының саны мен ондағы ток күші артқан сайын артады. Магнит өрісін күшейту үшін катушкаға темір өзек енгізіледі. Магниттік сызықтардың катушкадан шығатын жері Солтүстік полюсэлектромагнит, олар кіретін жерде - оңтүстік полюс.
Электромагниттер машина жасауда ауыр темір бөлшектерін, темір сынықтарын жылжыту үшін де, көптеген электр және радиотехникалық құрылғыларда кеңінен қолданылады.
Магнит өрісі оның ішінде орналасқан ток өткізгішке белгілі бір күшпен әсер етеді. Бұл күш Ампер күші деп аталады және өткізгіштің ұзындығына, ондағы ток күшіне тура пропорционалды тәуелді. Ол сондай-ақ өрістің шамасына және өткізгіштің орналасуына байланысты. Ампер күшінің бағыты сол қол ережесімен анықталады: егер сол қолмагниттік сызықтар алақанға түсетіндей етіп магнит өрісіне орналастырыңыз және төрт созылған саусақтартоктың бағытын көрсетті, содан кейін иілген бас бармақ күштің бағытын көрсетеді.
Тогы бар өткізгішке магнит өрісінің әрекеті электр қозғалтқыштарында қолданылады. Тұрақты ток қозғалтқышы қозғалмайтын бөліктен - статордан және жылжымалы бөліктен - ротордан тұрады. Статордың ойықтарына магнит өрісін тудыратын катушка орналастырылған. Ротор - көп айналымнан тұратын катушкалар, оған ток жылжымалы контактілер - щеткалар көмегімен беріледі. Магнит өрісін арттыру үшін ротор мен статор бір-бірінен оқшауланған трансформаторлық болаттан жасалған парақтардан жасалған. Ротор Ампер күшімен қозғалады. Тұрақты айналуды сақтау үшін ротор орамасындағы ток бағыты коллектордың көмегімен мезгіл-мезгіл өзгертіледі, бұл қарапайым жағдайда щеткалармен байланыста екі жарты сақина болып табылады. Ротор қозғалған кезде, щетка ротор катушкасындағы ток бағытын өзгерте отырып, бір жарты сақинадан екіншісіне ауысады. Бұл оған ток бағытын өзгерткен кезде тағы жарты айналымға бұруға мүмкіндік береді.
Өйткені Электр қозғалтқыштарының ПӘК (98% дейін) жылу қозғалтқыштарына қарағанда әлдеқайда жоғары, содан кейін электр қозғалтқыштары көлікте, зауыттар мен фабрикаларда және т.б. Электр қозғалтқыштары жинақы, қоршаған ортаны ластамайды және оңай басқарылады.
ОПТИКАЛЫҚ ҚҰРАЛДАР.
Камера.
Камера екі негізгі бөліктен тұрады: жарық өткізбейтін камера және объектив. Ең қарапайым жағдайда конвергентті линза объективті қызмет ете алады. Кескін фотосуреттің бүкіл өрісінде жоғары сапалы болуы үшін қазіргі заманғы камералардың объективтері әдетте жинақталатын линза рөлін атқаратын линзалардың күрделі жүйесі болып табылады. Фотоаппарат объективі фотосезімтал қабатпен қапталған фотопленкаға түсірілетін объектінің нақты, кері және әдетте кішірейтілген бейнесін береді. Камера жұқа линза формуласында жұмыс істейді. Объектінің анық (өткір) бейнесін алу үшін камера объективін жылжымалы етіп жасайды. Линзаны жылжыту арқылы кескіннің қажетті анықтығына қол жеткізіледі. Суретке түсірілетін нысандар бір уақытта камерадан әртүрлі қашықтықта болуы мүмкін. Өріс тереңдігіне линзаның терезесін диафрагмамен ішінара блоктауға болатындығы арқылы қол жеткізіледі. Объектив терезесі неғұрлым кішірек болса, суретте камерадан әртүрлі қашықтықта орналасқан нысандар соғұрлым анық болады.
Суретке түсіру кезінде камера объективі экспозиция уақыты деп аталатын қысқа уақытқа автоматты түрде ашылады. Кескінді көрінетін ету үшін пленка арнайы ерітіндіде әзірленіп, бекітіледі. Алынған кескін теріс деп аталады, өйткені. оның кері жарық өткізгіштігі бар. Фильмнің көбірек жарық түсетін бөліктері қараңғы және керісінше. Фотокартаны алу үшін (позитивті) алынған кескін фотосуретті үлкейткіш көмегімен фотоқағазға проекцияланады. Содан кейін қағаз әзірленеді және бекітіледі.
Заманауи камералар түрлі-түсті және тіпті үш өлшемді кескіндерді жасай алады. Кейбір құрылғылар бірден дайын фотосуретті түсіреді. Фотосуреттің дамуы кино болды.
Фотосурет ғылыми мақсатта, техникада, криминалистикада және т.б. Ол бізді тарихи оқиғалардың куәгері ете алады. Көркем фотосурет кеңінен таралған.
проекциялық құрылғы.
Проекциялық аппарат денелердің экрандағы нақты, үлкейтілген, кері кескінін алу үшін қолданылады. Егер кескін өткен жарықта алынса (фото және пленка, шыныдағы сурет), онда құрылғы диаскоп, шағылысқан жарықта - эпископ деп аталады. Бұл құрылғылардың комбинациясы жиі қолданылады - эпидиаскоп. Диаскоп жарық көзінен, конденсатордан және объективтен тұрады. Экранның жарықтандыруын арттыру үшін жиі жарық көзінің артына бір немесе бірнеше айналар орналастырылады. Конденсатор (екі жазық дөңес линзалар) көзден ауытқыған жарықты линзаға бағыттайды. Ең қарапайым объект - конвергациялық линза. Экранда бейнеленетін нысан конденсатор мен линзаның арасына қойылады. Кескіннің анықтығына линзаны жылжыту арқылы қол жеткізіледі.
Фото үлкейткіштер, киноскоптар, кинокамералар, кодоскоптар проекциялық құрылғылар болып табылады.
Көз. Көзілдірік.
Көздің құрылымы камераға ұқсайды. Ол мыналардан тұрады: склера – көзді механикалық зақымданудан қорғайтын көздің сыртқы бөлігі; мүйізді қабық – склераның алдыңғы мөлдір бөлігі; онда өзгермелі диаметрлі тесігі бар ирис – қарашық; линза - екі беті дөңес линза; көздің көлемін толтыратын шыны тәрізді дене; көз торы - жүйке ұштарыақпаратты миға беру. Көздің қасаң қабығы мен линза арасындағы кеңістік негізінен жарықты сындыратын сулы сұйықтықпен толтырылған. Көз жұқа линза формуласында жұмыс істейді. Өйткені объектілерді көзден әртүрлі қашықтықта орналастыруға болады, содан кейін анық кескінді алу үшін көз бұлшықеттерінің көмегімен линзаның қисаюын өзгертуге болады. Көздің өзінен әртүрлі қашықтықтағы заттардың анық бейнесін беру қабілеті аккомодация деп аталады. Көз көп күш жұмсамай көруге мүмкіндік беретін қашықтық шағын бөлшектеробъектілерді ең жақсы көру қашықтығы деп атайды. Салауатты көз үшін ол 25 см.Жақын орналасу шегі шамамен 12 см.Өріс тереңдігі қарашықтың ауданымен анықталады. Тор қабық ақ-қара кескіндер үшін таяқшалардан және түрлі-түсті кескіндер үшін конустардан тұрады. Тор қабықтағы кескін нақты, кішірейген, кері. Үш өлшемді көру екі көзді береді.
Егер көз жасаған кескін тордың алдында жатса, онда көз миопиялық деп аталады. Затты қарау үшін жақыннан көрмейтін адам оны көзіне жақындатып, көздің бұлшықеттерін қатты қысады. Миопия диверсиялық линзалары бар көзілдірік кию арқылы түзетіледі. Алыстан көретін көз тордың артында бейне жасайды. Алыстан көргіштік линзалары бар көзілдірік кию арқылы түзетіледі. Айта кету керек, егер сіз көзілдірік қолданбасаңыз, миопия да, гиперметропия да дамиды, өйткені. жұмыс кезінде көз бұлшықеттері шамадан тыс күшейеді.
ТЕМПЕРАТУРА ЖӘНЕ ОНЫҢ ӨЛШЕНУІ.
Жылу құбылыстарын зерттеу міндетті түрде денелердің қызу дәрежесін сипаттайтын шаманы – температураны беруге мәжбүр болды. Денелер жанасу кезінде молекулалардың өзара әрекеттесуінің нәтижесінде олардың орташа кинетикалық энергиясы теңеседі. Температура - молекулалардың орташа кинетикалық энергиясының өлшемі. Ол жылу процестерінің бағытын көрсетеді, өйткені. энергия көп қызған денелерден аз қыздырылған денелерге өздігінен ауысады, т.б. температурасы жоғары денелерден температурасы төмен денелерге. Температура термометрлермен өлшенеді. Температураны өлшеу жанасқан денелер арасында жылулық тепе-теңдікті орнатуға негізделген. Іс жүзінде, ең кең қолдануқыздырған кезде сұйықтықтың (сынап немесе спирт) көлемінің өзгеруін пайдаланатын сұйық термометрлер табылды. Кеңейе отырып, сұйықтық шыны түтік арқылы көтеріледі, оның астында шкала бар. Цельсий ұсынған халықаралық практикалық температура жүйесіндегі анықтамалық нүктелер (яғни температура шкаласы негізделген нүктелер) мұздың еру температурасы (O 0 C) және судың қайнау температурасы (1OOS0oTC) болып табылады. Шкаладағы осы нүктелер арасындағы қашықтық 100 тең бөлікке бөлінген. Өйткені Сұйықтықтың кеңеюі әртүрлі температура диапазонында әртүрлі болғандықтан, сұйық термометр тек анықтамалық температураларды дұрыс өлшеуге кепілдік береді. Тұрақты қысымдағы газ көлемінің температураға тәуелділігін немесе тұрақты көлемдегі газ қысымының температураға тәуелділігін пайдаланатын газ термометрлерінің дәлдігі жоғарырақ. Термометрлер де тәуелділікті пайдалана алады электр кедергісітемпература бойынша өткізгіштер мен жартылай өткізгіштер.
ІШКІ ЭНЕРГИЯ ЖӘНЕ ОНЫҢ ӨЗГЕРУ ЖОЛДАРЫ.
Әрбір дене көптеген молекулалардан тұрады. Денелердің молекулалары үнемі қозғалыста болады, сондықтан олардың кинетикалық энергиясы болады. Қатты және сұйық денелердің молекулалары бір-бірімен әрекеттеседі, яғни олардың потенциалдық энергиясы да бар. ДЕНЕНІ ҚҰРАТЫН МОЛЕКУЛАЛАРДЫҢ КИНЕТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ПОЦЕНЦИАЛДЫҚ ЭНЕРГИЯЛАРЫНЫҢ ҚОСЫНЫСЫ ІШКІ ЭНЕРГИЯ ДЕП АТАЛДЫ. [U]=Дж.Ішкі энергияға атомдарды құрайтын бөлшектердің энергиясы да кіреді.
Дененің ішкі энергиясы әртүрлі жылу процестері кезінде өзгеруі мүмкін. Сонымен, қыздырған кезде, мысалы, молекулалардың қозғалыс жылдамдығы артады, демек олардың кинетикалық энергиясы. Дене қызған кезде оның көлемі ұлғаяды, молекулалар арасындағы қашықтық өзгереді, сондықтан олардың өзара әрекеттесуінің потенциалдық энергиясы да өзгереді. Ішкі энергияның өзгеруін дене температурасының өзгеруі арқылы бағалауға болады. Дененің температурасы жоғарылаған сайын оның ішкі энергиясы артады.
Ішкі энергияны түбегейлі екі түрлі жолмен өзгертуге болады.
1. Егер денеде жұмыс жасалса, ол қызады, яғни. оның ішкі энергиясы артады. Егер дененің өзі сыртқы денелерге жұмыс жасаса, оның ішкі энергиясы азаяды. A=DU.
2. Ішкі энергияны жылу алмасу арқылы да өзгертуге болады. ЖЫЛУ ТАСЫМАЛУ НЕМЕСЕ ЖЫЛУ ТАСЫМАЛУ ІШКІ ӨЗГЕРТУ ПРОЦЕСІ. ЖҰМЫС ЖАСАЙТАЙ ЭНЕРГИЯ. Сонымен, ыстық пеште тұрған шәйнек жылу беру арқылы энергия алады.
Жылу берілудің үш түрі бар: жылу өткізгіштік – энергияны молекулалармен өзара әрекеттесу кезінде алмасу арқылы беру; конвекция - қыздырылған сұйықтық немесе газ ағындары арқылы энергияны беру; сәулелену - электромагниттік толқындар арқылы энергияның берілуі. Оның үстіне жылу берудің соңғы түрі денелердің тікелей жанасуын немесе олардың арасында қандай да бір заттың болуын қажет етпейді.
Жылу беру кезінде берілетін жылу энергиясының өлшемі болып табылады ЖЫЛУ МӨЛШЕРІ – ЖЫЛУ ТАРТУ кезінде ОРГАНИЗА АЛАТЫН НЕМЕСЕ ШЫҒАРАТЫН ІШКІ ЭНЕРГИЯНЫҢ БӨЛІГІ. [Q]=Дж. Q=DU.
ТЕРМИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР.