Внутрішньою енергієюназивається сума кінетичних енергій всіх частинок, з яких складається тіло, та потенційних енергій взаємодії цих частинок між собою. Сюди включається енергія взаємодії електронів з ядрами та енергія взаємодії складових частинядра.

Внутрішня енергія залежить від температури. Температура характеризує середню кінетичну енергію частинок речовини. При зміні температури змінюється відстань між частинками, отже, змінюється та енергія взаємодії між ними.

Внутрішня енергія змінюється також під час переходу речовини з одного агрегатного стану до іншого. Процеси, пов'язані зі зміною температури чи агрегатного стану речовини, називають тепловими. Теплові процеси супроводжуються зміною внутрішньої енергії тіла.

Хімічні реакції, ядерні реакції також супроводжуються зміною внутрішньої енергії тіла, т.к. змінюється енергія взаємодії частинок, що у реакціях. Внутрішня енергія змінюється при випромінюванні чи поглинанні енергії атомами під час переходу електронів із однієї оболонки в іншу.

Одним з способів зміни внутрішньої енергіїє робота. Так за терті двох тіл відбувається підвищення їхньої температури, тобто. зростає їхня внутрішня енергія. Наприклад, при обробці металів – свердління, обточування, фрезерування.

При контакті двох тіл із різними температурами відбувається передача енергії від тіла з високою температурою до тіла з низькою температурою. Процес передачі енергії від одного тіла до іншого, що має нижчу температуру, називається теплопередача.

Таким чином, у природі існує два процеси, при яких змінюється внутрішня енергія тіла:

а) перетворення механічної енергії у внутрішню та навпаки; при цьому відбувається робота;

б) теплопередача; при цьому робота не відбувається.

Якщо змішати гарячу та холодну воду, то на досвіді можна переконатися, що кількість теплоти, віддана гарячою водою, та кількість теплоти, отримана холодною водою, дорівнює між собою. Досвід показує, що якщо між тілами відбувається теплообмін, то внутрішня енергія всіх тіл, що нагріваються, збільшується на стільки, на скільки зменшується внутрішня енергія остигаючих тіл. Таким чином, енергія переходить від одних тіл до інших, але сумарна енергія всіх тіл залишається незмінною. Це закон збереження та перетворення енергії.

У всіх явищах, що відбуваються у природі, енергія не виникає і не зникає. Вона тільки перетворюється з одного виду на інший, при цьому її значення зберігається.

Приклад, свинцева куля, що летіла з деякою швидкістю, ударяється про перешкоду та нагрівається.

Або, крижинка, падаючи зі снігової хмари, тане біля землі.

Згідно з MKT всі речовини складаються з частинок, які перебувають у безперервному тепловому русі та взаємодіють одна з одною. Тому, навіть якщо тіло нерухоме і має нульову потенційну енергію, воно має енергію (внутрішню енергію), що являє собою сумарну енергію руху і взаємодії мікрочастинок, що становлять тіло. До складу внутрішньої енергії входять:

1. кінетична енергія поступального, обертального та коливального руху молекул;
2. потенційна енергія взаємодії атомів та молекул;
3. внутрішньоатомна та внутрішньоядерна енергії.

У термодинаміці розглядаються процеси при температурах, у яких не збуджується коливальний рух атомів у молекулах, тобто. при температурах, що не перевищують 1000 К. У цих процесах змінюються лише перші дві складові внутрішньої енергії. Тому

під внутрішньою енергієюу термодинаміці розуміють суму кінетичної енергії всіх молекул і атомів тіла та потенційної енергії їхньої взаємодії.

Внутрішня енергія тіла визначає його тепловий стан і змінюється під час переходу з одного стану до іншого. В даному стані тіло має цілком певну внутрішню енергію, яка не залежить від того, в результаті якого процесу воно перейшло в даний стан. Тому внутрішню енергію часто називають функцією стану тіла.

\(~U = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac (m)(M) \cdot R \cdot T,\)

де i- ступінь свободи. Для одноатомного газу (наприклад, інертні гази) i= 3, для двоатомного - i = 5.

З цих формул видно, що внутрішня енергія ідеального газу залежить тільки від температури та числа молекулі залежить ні від обсягу, ні від тиску. Тому зміна внутрішньої енергії ідеального газу визначається лише зміною його температури і не залежить від характеру процесу, в якому газ переходить із одного стану в інший:

\(~\Delta U = U_2 - U_1 = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac(m)(M) \cdot R \cdot \Delta T ,\)

де Δ T = T 2 - T 1 .

• Молекули реальних газів взаємодіють між собою і тому мають потенційну енергію. W p , яка залежить від відстані між молекулами і, отже, від об'єму, що займає газ. Таким чином, внутрішня енергія реального газу залежить від його температури, обсягу та структури молекул.

*Виведення формули

Середня кінетична енергія молекули \(~\left\langle W_k \right\rangle = \dfrac (i)(2) \cdot k \cdot T\).

Число молекул у газі \(~N = \dfrac (m)(M) \cdot N_A\).

Отже, внутрішня енергія ідеального газу

\(~U = N \cdot \left\langle W_k \right\rangle = \dfrac (m)(M) \cdot N_A \cdot \dfrac (i)(2) \cdot k \cdot T .\)

Враховуючи що k⋅N A = R- універсальна газова постійна, маємо

\(~U = \dfrac(i)(2) \cdot \dfrac(m)(M) \cdot R \cdot T\) - внутрішня енергія ідеального газу.

Зміна внутрішньої енергії

Для вирішення практичних питаньсуттєву роль відіграє не сама внутрішня енергія, а її зміна Δ U = U 2 - U 1 . Зміну внутрішньої енергії розраховують, виходячи з законів збереження енергії.

Внутрішня енергія тіла може змінюватися двома способами:

1. При здійсненні механічної роботи. а) Якщо зовнішня сила викликає деформацію тіла, то змінюються відстані між частинками, з яких воно складається, а отже, змінюється потенційна енергія взаємодії частинок. При непружних деформаціях, ще, змінюється температура тіла, тобто. змінюється кінетична енергія теплового руху частинок. Але при деформації тіла відбувається робота, яка є мірою зміни внутрішньої енергії тіла. б) Внутрішня енергія тіла змінюється також за його непружному зіткненні з іншим тілом. Як ми бачили раніше, при непружному зіткненні тіл їхня кінетична енергія зменшується, вона перетворюється на внутрішню (наприклад, якщо вдарити кілька разів молотком по дроту, що лежить на ковадлі, - дріт нагріється). Мірою зміни кінетичної енергії тіла є, відповідно до теореми про кінетичну енергію, робота діючих сил. Ця робота може бути і мірою зміни внутрішньої енергії. в) Зміна внутрішньої енергії тіла відбувається під дією сили тертя, оскільки, як відомо з досвіду, тертя завжди супроводжується зміною температури тіл, що труться. Робота сили тертя може бути мірою зміни внутрішньої енергії.
2. За допомогою теплообміну. Наприклад, якщо тіло помістити в полум'я пальника, його температура зміниться, отже, зміниться його внутрішня енергія. Однак ніяка робота тут не відбувалася, бо не відбувалося видимого переміщення ні тіла, ні його частин.

Зміна внутрішньої енергії системи без виконання роботи називається теплообміном(теплопередачею).

Існує три види теплообміну: теплопровідність, конвекція та випромінювання.

а) Теплопровідністюназивається процес теплообміну між тілами (або частинами тіла) за їх безпосереднього контакту, обумовлений тепловим хаотичним рухом частинок тіла. Амплітуда коливань молекул твердого тіла тим більше, що вища його температура. Теплопровідність газів обумовлена ​​обміном енергією між молекулами газу за її зіткненнях. У разі рідин працюють обидва механізми. Теплопровідність речовини максимальна у твердому та мінімальна у газоподібному стані.

б) Конвекціяявляє собою теплопередачу нагрітими потоками рідини або газу від одних ділянок об'єму, що займається ними, в інші.

в) Теплообмін при випромінюванніздійснюється на відстані за допомогою електромагнітних хвиль.

Розглянемо докладніше способи зміни внутрішньої енергії.

Механічна робота

Під час розгляду термодинамічних процесів механічне переміщення макротіл загалом розглядається. Поняття роботи пов'язується зі зміною обсягу тіла, тобто. переміщенням частин макротіла один щодо одного. Цей процес призводить до зміни відстані між частинками, а також часто до зміни швидкостей їх руху, отже, до зміни внутрішньої енергії тіла.

Ізобарний процес

Розглянемо спочатку ізобарний процес. Нехай у циліндрі з рухомим поршнем знаходиться газ за температури T 1 (рис. 1).

Повільно нагріватимемо газ до температури T 2 . Газ ізобарично розширюватиметься, і поршень переміститься зі становища 1 у становище 2 на відстань Δ l. Сила тиску газу при цьому здійснить роботу над зовнішніми тілами. Так як p= const, то й сила тиску F = p⋅Sтеж постійна. Тому роботу цієї сили можна розрахувати за формулою

(~A = F \cdot \Delta l = p \cdot S \cdot \Delta l = p \cdot \Delta V,\)

де Δ V- Зміна обсягу газу.

• Якщо обсяг газу не змінюється (ізохорний процес), то робота газу дорівнює нулю.

• Газ виконує роботу лише у процесі зміни свого обсягу.

При розширенні (Δ V> 0) газу відбувається позитивна робота ( А> 0); при стисканні (Δ V < 0) газа совершается отрицательная работа (А < 0).

• Якщо розглядати роботу зовнішніх сил A " (А " = –А), то при розширенні (Δ V> 0) газу А " < 0); при сжатии (ΔV < 0) А " > 0.

Запишемо рівняння Клапейрона-Менделєєва для двох станів газу:

(~p \cdot V_1 = \nu \cdot R \cdot T_1, \; \; p \cdot V_2 = \nu \cdot R \cdot T_2,\)

\(~p \cdot (V_2 - V_1) = \nu \cdot R \cdot (T_2 - T_1) .\)

Отже, при ізобарному процесі

\(~A = \nu \cdot R \cdot \Delta T .\)

Якщо ν = 1 моль, то за Δ Τ = 1 До отримаємо, що Rчисельно дорівнює A.

Звідси випливає фізичний зміст універсальної газової постійної: вона чисельно дорівнює роботі, яка здійснюється 1 моль ідеального газу при його ізобарному нагріванні на 1 К.

Чи не ізобарний процес

На графіку p (V) при ізобарному процесі робота дорівнює площі заштрихованого малюнку 2, а прямокутника.

Якщо процес не ізобарний(рис. 2, б), то криву функції p = f(V) можна уявити як ламану, що складається з великої кількості ізохор та ізобар. Робота на ізохорних ділянках дорівнює нулю, а сумарна робота на всіх ізобарних ділянках дорівнюватиме

\(~A = \lim_(\Delta V \to 0) \sum^n_(i=1) p_i \cdot \Delta V_i\), або \(~A = \int p(V) \cdot dV,\ )

тобто. буде рівна площі заштрихованої фігури.

При ізотермічному процесі (Т= const) робота дорівнює площі заштрихованої фігури, зображеної на малюнку 2, ст.

Визначити роботу, використовуючи останню формулу, можна лише тому випадку, якщо відомо, як змінюється тиск газу за зміни його обсягу, тобто. відомий вид функції p = f(V).

Таким чином, видно, що навіть при тому самому зміні обсягу газу робота залежатиме від способу переходу (тобто від процесу: ізотермічний, ізобарний …) з початкового стану газу в кінцевий. Отже, можна дійти невтішного висновку, що

• Робота в термодинаміці є функцією процесу не є функцією стану.

Кількість теплоти

Як відомо, за різних механічних процесіввідбувається зміна механічної енергії W. Мірою зміни механічної енергії є робота сил, прикладених до системи:

\(~\Delta W = A.\)

Під час теплообміну відбувається зміна внутрішньої енергії тіла. Мірою зміни внутрішньої енергії при теплообміні є кількість теплоти.

Кількість теплоти- це міра зміни внутрішньої енергії у процесі теплообміну.

Таким чином, і робота, і кількість теплоти характеризують зміну енергії, але не тотожні внутрішньої енергії. Вони не характеризують сам стан системи (як це робить внутрішня енергія), а визначають процес переходу енергії з одного виду до іншого (від одного тіла до іншого) при зміні стану і істотно залежать від характеру процесу.

Основна відмінність між роботою та кількістю теплоти полягає в тому, що

• робота характеризує процес зміни внутрішньої енергії системи, що супроводжується перетворенням енергії з одного виду на інший (з механічної у внутрішню);
• кількість теплоти характеризує процес передачі внутрішньої енергії від одних тіл до інших (від більш нагрітих до менш нагрітих), що не супроводжується перетвореннями енергії.

Нагрівання (охолодження)

Досвід показує, що кількість теплоти, необхідна для нагрівання тіла масою mвід температури T 1 до температури T 2 , розраховується за формулою

\(~Q = c \cdot m \cdot (T_2 - T_1) = c \cdot m \cdot \Delta T,\)

де c- Питома теплоємність речовини (таблична величина);

\(~c = \dfrac(Q)(m \cdot \Delta T).\)

Одиницею питомої теплоємності СІ є джоуль на кілограм-Кельвін (Дж/(кг·К)).

Питома теплоємність cчисельно дорівнює кількості теплоти, яку необхідно повідомити тілу масою 1 кг, щоб нагріти його на 1 К.

Крім питомої теплоємності, розглядають і таку величину, як теплоємність тіла.

Теплоємністьтіла Cчисельно дорівнює кількості теплоти, необхідної зміни температури тіла на 1 К:

\(~C = \dfrac(Q)(\Delta T) = c \cdot m.\)

Одиницею теплоємності тіла в СІ є Джоуль на Кельвін (Дж/К).

Пароутворення (конденсація)

Для перетворення рідини на пару при незмінній температурі необхідно витратити кількість теплоти

\(~Q = L \cdot m,\)

де L- Питома теплота пароутворення (таблична величина). При конденсації пари виділяється така сама кількість теплоти.

Одиницею питомої теплоти пароутворення СІ є джоуль на кілограм (Дж/кг).

Плавлення (кристалізація)

Для того, щоб розплавити кристалічне тіло масою mпри температурі плавлення необхідно тілу повідомити кількість теплоти

\(~Q = \lambda \cdot m,\)

де λ - Питома теплота плавлення (таблична величина). При кристалізації тіла така сама кількість теплоти виділяється.

Одиницею питомої теплоти плавлення СІ є джоуль на кілограм (Дж/кг).

Згоряння палива

Кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні палива масою m,

\(~Q = q \cdot m,\)

де q- Питома теплота згоряння (таблична величина).

Одиницею питомої теплоти згоряння СІ є джоуль на кілограм (Дж/кг).

Література

Аксенович Л. А. Фізика в середній школі: Теорія. Завдання. Тести: Навч. посібник для установ, які забезпечують отримання заг. середовищ, освіти / Л. А. Аксенович, Н. Н. Ракіна, К. С. Фаріно; За ред. К. С. Фаріно. – Мн.: Адукація i виховання, 2004. – C. 129-133, 152-161.

1. Існують два види механічної енергії: кінетична та потенційна. Кінетичною енергією володіє будь-яке тіло, що рухається; вона прямо пропорційна масі тіла та квадрату його швидкості. Потенційна енергія має взаємодіючі між собою тіла. Потенційна енергія тіла, що взаємодіє із Землею, прямо пропорційна його масі та відстані між
ним та поверхнею Землі.

Сума кінетичної та потенційної енергії тіла називається його повною механічною енергією. Таким чином, повна механічна енергія залежить від швидкості руху тіла та від його положення щодо того тіла, з яким воно взаємодіє.

Якщо тіло має енергію, воно може зробити роботу. При виконанні роботи енергія тіла змінюється. Значення роботи дорівнює зміні енергії.

2. Якщо в закриту пробкою товстостінну банку, дно якої вкрите водою, накачувати повітря (мал. 67), то через якийсь час пробка з банки вилетить і у банку утворюється туман.

Це пояснюється тим, що в повітрі, що знаходиться в банку, є водяна пара, що утворюється при випаровуванні води. Поява туману означає, що пара перетворилася на воду, тобто. сконденсувався, а це може відбуватися при зниженні температури. Отже, температура повітря у банку знизилася.

Причина цього така. Пробка вилетіла з банки, тому що повітря, що знаходилося там, діяв на неї з певною силою. Повітря при вильоті пробки зробило роботу. Відомо, що роботу тіло може здійснити, якщо воно має енергію. Отже, повітря в банку має енергію.

Під час проведення повітрям роботи знизилася його температура, змінилося його стан. При цьому механічна енергія повітря не змінилася: не змінилися ні його швидкість, ні положення щодо Землі. Отже, робота була виконана не за рахунок механічної, а за рахунок іншої енергії. Ця енергія - внутрішня енергіяповітря, що знаходиться у банку.

3. Внутрішньою енергією тіла називають суму кінетичної енергії руху його молекул та потенційної енергії їхньої взаємодії.

Кінетичної енергією ((E_к) \) молекули володіють, так як вони знаходяться в русі, а потенційною енергією ((E_п) \), оскільки вони взаємодіють.

Внутрішню енергію позначають буквою (U). Одиницею внутрішньої енергії є 1 джоуль (1 Дж).

\[ U=E_к+E_п \]

4. Чим більша швидкість руху молекул, тим вище температура тіла, отже, внутрішня енергія залежить від температури тіла. Щоб перевести речовину з твердого стану на рідкий стан, наприклад, перетворити лід у воду, потрібно підвести до нього енергію. Отже, вода матиме більшу внутрішню енергію, ніж лід тієї ж маси, і, отже, внутрішня енергія залежить від агрегатного стану тіла.

Внутрішня енергія тіла не залежить від його руху як цілого та від його взаємодії з іншими тілами. Так, внутрішня енергія м'яча, що лежить на столі і на підлозі, однакова, так само як і м'яча, що нерухомого і котиться по підлозі (якщо, звичайно, знехтувати опором його руху).

Про зміну внутрішньої енергії можна судити за значенням виконаної роботи. Крім того, оскільки внутрішня енергія тіла залежить від його температури, то зміни температури тіла можна судити про зміну його внутрішньої енергії.

5. Внутрішню енергію можна змінити під час роботи. Так, в описаному досвіді внутрішня енергія повітря і пари води в банку зменшувалася при виконанні ними роботи з виштовхування пробки. Температура повітря і водяної пари при цьому знижувалася, про що свідчила поява туману.

Якщо по шматку свинцю кілька разів ударити молотком, то навіть навпомацки можна визначити, що шматок свинцю нагріється. Отже, його внутрішня енергія, як і і внутрішня енергія молотка, збільшилася. Це сталося тому, що було здійснено роботу над шматком свинцю.

Якщо тіло саме виконує роботу, його внутрішня енергія зменшується, і якщо з нього виконують роботу, його внутрішня енергія збільшується.

Якщо в склянку з холодною водою налити гарячу водуто температура гарячої води знизиться, а холодної води - підвищиться. У цьому випадку робота не відбувається, проте внутрішня енергія гарячої води зменшується, про що свідчить зниження її температури.

Оскільки спочатку температура гарячої води була вищою за температуру холодної води, то і внутрішня енергія гарячої води більша. А це означає, що молекули гарячої води мають більшу кінетичну енергію, ніж молекули холодної води. Цю енергію молекули гарячої води передають молекул холодної води при зіткненнях, і кінетична енергія молекул холодної води збільшується. Кінетична енергія молекул гарячої води у своїй зменшується.

У розглянутому прикладі механічна робота не відбувається, внутрішня енергія тіл змінюється шляхом теплопередачі.

Теплопередачею називається спосіб зміни внутрішньої енергії тіла під час передачі енергії від однієї частини тіла до іншої або від одного тіла до іншого без виконання роботи.

Частина 1

1. Внутрішня енергія газу в запаяній посудині постійного об'єму визначається

1) хаотичним рухом молекул газу
2) рухом усієї судини з газом
3) взаємодією судини з газом та Землі
4) дією на посудину з газом зовнішніх сил

2. Внутрішня енергія тіла залежить від

A) маси тіла
Б) положення тіла щодо поверхні Землі
B) швидкості руху тіла (за відсутності тертя)

Правильну відповідь

1) тільки А
2) тільки Б
3) тільки В
4) тільки Б і В

3. Внутрішня енергія тіла не залежить від

A) температури тіла
Б) маси тіла
B) положення тіла щодо поверхні Землі

Правильну відповідь

1) тільки А
2) тільки Б
3) тільки В
4) тільки А та Б

4. Як змінюється внутрішня енергія тіла під час його нагрівання?

1) збільшується
2) зменшується
3) у газів збільшується, у твердих і рідких тіл не змінюється
4) у газів не змінюється, у твердих і рідких тіл збільшується

5. Внутрішня енергія монети збільшується, якщо її

1) нагріти у гарячій воді
2) опустити у воду такої ж температури
3) змусити рухатися із деякою швидкістю
4) підняти над поверхнею Землі

6. Одна склянка з водою стоїть на столі в кімнаті, а інша склянка з водою такої ж маси і такої ж температури знаходиться на полиці, що висить на висоті 80 см щодо столу. Внутрішня енергія склянки з водою на столі дорівнює

1) внутрішньої енергії води на полиці
2) більше внутрішньої енергії води на полиці
3) менше внутрішньої енергії води на полиці
4) дорівнює нулю

7. Після того, як гарячу деталь опустять у холодну воду, внутрішня енергія

1) і деталі, і води збільшуватиметься
2) і деталі, і води зменшуватиметься
3) деталі зменшуватимуться, а води збільшуватимуться
4) деталі збільшуватимуться, а води зменшуватимуться

8. Одна склянка з водою стоїть на столі в кімнаті, а інша склянка з водою такої ж маси і такої ж температури знаходиться в літаку, що летить зі швидкістю 800 км/год. Внутрішня енергія води в літаку

1) дорівнює внутрішній енергії води в кімнаті
2) більше внутрішньої енергії води в кімнаті
3) менше внутрішньої енергії води у кімнаті
4) дорівнює нулю

9. Після того, як у чашку, що стоїть на столі, налили гарячу воду, внутрішня енергія

1) чашки та води збільшилася
2) чашки та води зменшилася
3) чашки зменшилася, а води збільшилась
4) чашки збільшилася, а води зменшилась

10. Температуру тіла можна підвищити, якщо

А. Здійснити над ним роботу.
Б. Повідомити йому кілька теплоти.

Правильну відповідь

1) тільки А
2) тільки Б
3) і А, і Б
4) ні А, ні Б

11. Свинцеву кульку охолоджують у холодильнику. Як при цьому змінюються внутрішня енергія кульки, її маса та щільність речовини кульки? Для кожної фізичної величини визначте характер зміни. Запишіть у таблиці вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.

ФІЗИЧНА ВЕЛИЧИНА
A) внутрішня енергія
Б) маса
B) щільність

ХАРАКТЕР ЗМІНИ
1) збільшується
2) зменшується
3) не змінюється

12. У сулію, щільно закриту пробкою, закачують насосом повітря. Якоїсь миті пробка вилітає з бутлі. Що при цьому відбувається з об'ємом повітря, його внутрішньою енергією та температурою? Для кожної фізичної величини визначте її характер зміни. Запишіть у таблиці вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.

ФІЗИЧНА ВЕЛИЧИНА
A) обсяг
Б) внутрішня енергія
B) температура

ХАРАКТЕР ЗМІНИ
1) збільшується
2) зменшується
3) не змінюється

Відповіді

ТЕМПЕРАТУРА ТА ЇЇ ВИМІР.

[Q] = Дж. Q = DU.

ТЕПЛОВІ ПРОЦЕСИ.

Плавлення та кристалізація.

Одна і та ж речовина може перебувати за певних умов у твердому, рідкому та газоподібному станах, званих агрегатними.

ПЕРЕХІД З ТВЕРДОГО СТАНУ В РІДКИЙ НАЗИВАЄТЬСЯ ПЛАВЛЕННЯМ.Плавання відбувається при температурі, яка називається температурою плавлення. p align="justify"> Температури плавлення речовин різні, т.к. по-різному їх будова. Температура плавлення – таблична величина. Під час процесу плавлення температура змінюється, т.к. теплота, що підводиться, витрачається на руйнування кристалічних ґраттверде тіло.

КІЛЬКІСТЬ ТЕПЛОТИ, НЕОБХІДНЕ ДЛЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ 1 КГ ТВЕРДОГО ТІЛА, ВЗЯТОГО ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ ПЛАВЛЕННЯ, В РІДИНУ ТІЙ ТЕМПЕРАТУРИ, НАЗИВАЄТЬСЯ ПДТ. [l] = Дж / кг.

КРИСТАЛІЗАЦІЯ НАЗИВАЄТЬСЯ ПРОЦЕС ПЕРЕХОДУ РЕЧОВИНИ З РІДКОГО СТАНУ У ТВЕРДИЙ. Температура плавлення речовини дорівнює температурі його кристалізації. Як і процесі плавлення, при кристалізації температура не змінюється, т.к. при кристалізації виділяється та теплота, яка колись була витрачена на плавлення тіла. Вона і підтримує температуру постійного тіла, що кристалізується. Відповідно до закону збереження енергії при розрахунку кількості теплоти, що виділилася при кристалізації, використовується та сама формула, що і при плавленні. Щоб показати напрямок теплообміну, до неї вводиться знак "мінус".

Випаровування та конденсація.

ІСПАРЕННЯМ НАЗИВАЄТЬСЯ ПРОЦЕС ПЕРЕХОДУ РЕЧОВИНИ З РІДКОГО СТАНУ В ГАЗООБРАЗНИЙ. Молекули рідини притягують один одного, тому з рідини можуть вилетіти тільки найшвидші молекули, що мають велику кінетичну енергію. Якщо немає припливу тепла, то температура рідини, що випаровується, знижується. Швидкість випаровування залежить від температури рідини, площі її поверхні, роду рідини та наявності вітру над її поверхнею.

КОНДЕНСАЦІЄЮ НАЗИВАЄТЬСЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ РІДИНИ В ПАР. У відкритій посудині швидкість випаровування перевищує швидкість конденсації. У закритому посудині швидкості випаровування та конденсації рівні.

При нагріванні рідини на дні та стінках судини починається виділення розчиненого в рідині повітря. Всередину цих бульбашок відбувається випаровування рідини. Під дією архімедової сили бульбашки відриваються від стінок судини і виринають вгору. Вони потрапляють у ще непрогріту рідину, пара конденсується. Пухирці схлопуються. При цьому чути характерний шум.

При прогріванні рідини конденсація пари у бульбашках припиняється. І бульбашка пари, збільшуючись у розмірах з-за випаровування, що продовжується, досягає поверхні рідини, лопається, викидаючи міститься в ньому пар в атмосферу. Рідина кипить. КИПІННЯ - ЦЕ ПАРОУТВОРЕННЯ, ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ ПО ВСЬОМУ ОБСЯМУ РІДИНІ . Кипіння відбувається при температурі, яка називається температурою кипіння, яка залежить від роду рідини і тиску над її поверхнею. При зниженні зовнішнього тиску температура кипіння рідини знижується. Під час процесу кипіння температура рідини залишається незмінною, т.к. енергія, що підводиться, витрачається на подолання взаємного тяжіння молекул рідини.

КІЛЬКІСТЬ ТЕПЛОТИ, НЕОБХІДНЕ ДЛЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ 1 КГ РІДИНИ В ПАР ТІЙ ТЕМПЕРАТУРИ, НАЗИВАЄТЬСЯ ПИТАНЬОЮ ТЕПЛОТОЮ ПАРАУТВОРЕННЯ. [L] = Дж/кг. Питома теплота пароутворення в різних рідин різна та її чисельне значення - таблична величина. Щоб розрахувати кількість теплоти, потрібне для випаровування рідини, треба питому теплоту пароутворення цієї рідини помножити на масу рідини, що випарувалася.

При конденсації пари виділяється таку ж кількість теплоти, яка була витрачена на її випаровування. Інтенсивна конденсація пари відбувається при температурі конденсації, що дорівнює температурі кипіння.

Згоряння палива.

При згорянні палива йде процесутворення молекул Вуглекислий газз атомів вуглецю палива та атомів кисню атмосферного повітря. Цей окисний процес супроводжується виділенням великої кількості теплоти. Для характеристики різних видівпалива вводиться ПІДІЛЬНА ТЕПЛОТА ЗГОРАННЯ ПАЛИВА - КІЛЬКІСТЬ ТЕПЛОТИ, ЩО ВИДІЛЯЄТЬСЯ ПРИ ПОВНОМУ ЗГОРАНІ 1 КГ ПАЛИВА . [q] = Дж / кг. Як і решта питомих величин, питома теплота згоряння палива - таблична величина. Для обчислення кількості теплоти, що виділяється при повному згорянні палива, треба питому теплоту згоряння палива помножити на масу палива.

Згоряння палива - необоротний процес, тобто. він протікає лише одному напрямку.

ЗАКОН КУЛОНУ.

Точковим зарядом називається заряд, що знаходиться на тілі, розмірами та формою якого можна знехтувати в цих умовах. Закон взаємодії нерухомих точкових зарядів було знайдено експериментально за допомогою крутильних терезів Ш.Кулоном у 1785 р.

Крутильні ваги є легким ізолюючим коромисло із закріпленими на його кінцях маленькими провідними кульками, один з яких у досвіді не бере участі, а лише є противагою. Коромисло підвішується на тонкій пружній нитці. Через кришку приладу всередину опускається третя така ж заряджена кулька. Одна з кульок коромисла притягується до введеної кульки. У цьому заряд ділиться з-поміж них навпіл, тобто. на кульках будуть однойменні однакові за величиною заряди. Кульки відштовхнуться одна від одної. Силу взаємодії між кульками вимірюють за кутом закручування нитки. Величину заряду можна змінювати, виймаючи з приладу третю кульку і знімаючи з неї заряд. Після введення його в прилад та нового поділу зарядів на кульках залишиться половина початкового заряду. Змінюючи величини зарядів та відстані між ними Кулон встановив, що СИЛА ВЗАЄМОДІЇ ТОЧКОВИХ ЗАРЯДІВ ПРЯМО ПРОПОРЦІОНАЛЬНА МОДУЛЯМ ЗАРЯДІВ І ЗВОРОТНО ПРОПОРЦІОНАЛЬНА КВАДРАТУ ВІДСТАНИ МІЖ НИМИ . Точковими називають заряди, що знаходяться на тілах розміром і формою яких можна знехтувати в цій конкретній ситуації.

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

Крім того, було встановлено, що сила взаємодії між зарядами у вакуумі більша, ніж у будь-якому діелектричному середовищі. Величина, що показує скільки разів сила взаємодії зарядів у вакуумі більше, ніж у цьому середовищі, називається діелектричною проникністю середовища. Діелектрична проникність середовища – таблична величина.

e = F у /F. [e] = 1.

Експериментально встановлено, що коефіцієнт пропорційності в законі Кулона k=9*1О 9 Нм 2 /Кл 2 - це сила, з якою взаємодіяли б у вакуумі два точкові заряди по 1 Кл на відстані 1 м.

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

Закон Кулона справедливий також заряджених куль. Під r у разі розуміють відстань між їх центрами.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ДІЛЬНИЦЯ ЛАНЦЮГУ.

Збільшення різниці потенціалів кінцях провідника викликає збільшення сили струму у ньому. Він експериментально довів, що сила струму в провіднику прямо пропорційна різниці потенціалів на ньому.

При включенні різних споживачів в один і той же електричний ланцюг сила струму в них різна. Значить різні споживачі по-різному переходять проходження по них електричного струму. ФІЗИЧНА ВЕЛИЧИНА, ХАРАКТЕРИЗУЮЧА ЗДАТНІСТЬ ПРОВІДНИКА ПЕРЕШКОДЖУВАТИ ПРОХОДЖЕННЯ ПО ньому ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ, НАЗИВАЄТЬСЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ ОПОРУ . Опір даного провідника – це постійна величина за постійної температури. У разі підвищення температури опір металів зростає, рідин - падає. [R] = Ом. 1 Ом - це опір такого провідника, яким тече струм 1 А при різниці потенціалів з його кінцях 1В. Найчастіше використовуються металеві провідники. Носіями струму у них є вільні електрони. При русі провідником вони взаємодіють з позитивними іонами кристалічної решітки, віддаючи їм частину своєї енергії і втрачаючи при цьому швидкість. Для отримання необхідного опору використовують магазин опорів. Магазин опорів є набір дротяних спіралей з відомими опорами, які можна включати в ланцюг в потрібній комбінації.

Ом експериментально встановив, що СИЛА СТРУМУ В ОДНОРІДНІЙ ДІЛЯНЦІ ЛАНЦЮГУ ПРЯМО ПРОПОРЦІОНАЛЬНА РІЗНОСТІ ПОТЕНЦІАЛІВ НА КІНЦЯХ ЦЬОЇ ДІЛЯНКИ І ЗВОРОТНО ПРОПОРЦІОНАЛЬНА ОПОРУ ЦЬОЇ ДІЛЯНКИ.

Однорідною ділянкою ланцюга називається ділянка, де немає джерел струму. Це закон Ома для однорідної ділянки ланцюга – основа всіх електротехнічних розрахунків.

Включаючи провідники різної довжини, різного поперечного перерізу, зроблені з різних матеріалів, було встановлено: ПРОТИ ПРОВІДНИКА ПРЯМО ПРОПОРЦІОНАЛЬНО ДОВЖИНІ ПРОВІДНИКА І ЗВОРОТНО ПРОПОРЦІОНАЛЬНО ПЛОЩІ ЙОГО ПОРІЧНОГО ПЕРЕЧЕННЯ. ОПІР КУБА З РЕБРОМ В 1 МЕТР, ЗРОБЛЕНОГО З ЯКОГО - ТО РЕЧОВИНИ, ЯКЩО СТРУМ ЙДЕ ПЕРЕПЕНДИКУЛЯРНО ЙОГО ПРОТИПОЛАЖНИМ ГРАНЯМ, НАЗИВАЄТЬСЯ ПРИДІЛЬНИМ СОПРОТИВОМ . [r] = Ом м. Часто використовується і несистемна одиниця питомого опору – опір провідника з площею поперечного перерізу 1 мм 2 та довжиною 1 м. [r] = Ом мм 2 /м.

Питомий опірречовини – таблична величина. Опір провідника пропорційний його питомому опору.

Залежно опору провідника від його довжини засновано дію повзункових і ступінчастих реостатів. Повзунковий реостат є керамічний циліндр з намотаним на нього нікеліновим дротом. Підключення реостата до ланцюга здійснюється за допомогою повзуна, що включає в ланцюг більшу або меншу довжину обмотки. Дріт покривається шаром окалини, що ізолює витки один від одного.

А)ПОСЛІДНЕ І ПАРАЛЕЛЬНЕ З'ЄДНАННЯ СПОЖИВАЧІВ.

Часто електричний ланцюг включається кілька споживачів струму. Це з тим, що ні раціонально мати в кожного споживача своє джерело струму. Існує два способи включення потебителей: послідовне і паралельне, та його комбінації як змішаного сполуки.

а) Послідовне поєднання споживачів.

При послідовному з'єднанні потебители утворюють безперервний ланцюжок, у якому споживачі з'єднуються один за одним. При послідовному з'єднанні немає відгалужень з'єднувальних дротів. Розглянемо для простоти ланцюг із двох послідовно з'єднаних споживачів. Електричний заряд, що пройшов через один із споживачів, пройде і через другий, т.к. у провіднику, що з'єднує споживачі не може бути зникнення, виникнення та накопичення зарядів. q=q 1 =q 2 . Розділивши отримане рівняння на час проходження струму ланцюгом, отримаємо зв'язок між струмом, що протікає по всьому з'єднанню, і струмами, що протікають по його ділянках.

Очевидно, що робота з переміщення одиничного позитивного заряду по всьому з'єднанню складається з робіт із переміщення цього заряду по всіх його ділянках. Тобто. V = V 1 + V 2 (2).

Загальна різницю потенціалів на послідовно з'єднаних споживачах дорівнює сумі різниць потенціалів на споживачах.

Розділимо обидві частини рівняння (2) на силу струму в ланцюзі, отримаємо: U/I=V 1 /I+V 2 /I. Тобто. опір всього послідовно з'єднаного ділянки дорівнює сумі опорів потебителей його складових.

Б) Паралельне сполучення споживачів.

Це найпоширеніший спосіб включення споживачів. При цьому з'єднанні всі споживачі включаються на дві спільні точки для всіх споживачів.

При проходженні паралельного з'єднання електричний заряд, що йде по ланцюгу, ділиться на кілька частин, що йдуть по окремих споживачах. За законом збереження заряду q=q1+q2. Розділивши дане рівняння на час проходження заряду, отримаємо зв'язок між загальним струмом, що йде ланцюгом, і струмами, що йдуть по окремих споживачах.

Відповідно до визначення різниці потенціалів V=V 1 =V 2 (2).

За законом Ома для ділянки ланцюга замінимо сили струмів у рівнянні (1) на відношення різниці потенціалів до опору. Отримаємо: V/R=V/R1+V/R2. Після скорочення: 1/R=1/R 1 +1/R 2 ,

тобто. величина, обернена опору паралельного з'єднання, дорівнює сумі величин, обернених опорам окремих його гілок.

ПРАВИЛА КІРХГОФУ.

Для розрахунку розгалужених електричних кіл застосовують правила Кірхгофа.

Точка ланцюга, в якій перетинаються три і більше провідників, називається вузлом. За законом збереження заряду сума струмів, що приходять і виходять з нього нуль. I = O. (Перше правило Кірхгофа). АЛГЕБРАЇЧНА СУМА СТРУМІВ, ЩО ПРОХОДЯТЬ ЧЕРЕЗ ВУЗЕЛ РІВНА НУЛЮ.

Струм, що входить у вузол, вважається позитивним, що виходить із вузла негативним. Напрями струмів у ділянках ланцюга можна вибирати довільно.

З рівняння (2) випливає, що ПРИ ОБХОДІ БУДЬ-ЯКОГО ЗАМКНУТОГО КОНТУРУ АЛГЕБРАЇЧНА СУМА ПАДІЙ НАПРУГИ РІВНА АЛГЕБРАЇЧНОЇ СУМІ ЕРС В ЦЬОМУ КОТУРІ , - (Друге правило Кірхгофа).

Напрямок обходу контуру вибирається довільно. Напруга на ділянці ланцюга вважається позитивною, якщо напрям струму на цій ділянці збігається з напрямом обходу контуру. ЕРС вважається позитивною, якщо при обході за контуром джерело проходить від негативного полюса до позитивного.

Якщо ланцюг містить m вузлів, можна скласти m - 1 рівняння за першим правилом. Кожне нове рівняння повинно включати хоча б один новий елемент. Повна кількість рівнянь, складених за правилами Кірхгофа, має збігатися з кількістю ділянок між вузлами, тобто. із числом струмів.

ПОСТОЯННІ МАГНІТИ.

Посилення магнітного полясоленоїда при введенні в нього залізного осердя пов'язано з тим, що залізо в магнітному полі намагнічується та його магнітне поле, накладаючись на магнітне поле котушки, посилює його. Залізо відноситься до сильномагнітних матеріалів, до яких входять також нікель, кобальт, гадоліній та їх сполуки. Намагніченість залізного сердечника зберігається після виведення його з котушки. Тіло, що зберігає магнітні властивості, називається постійним магнітом. У кожного постійного магніту є два полюси - північний та південний. Це місця на магніті, де магнітне поле найбільше. Одноіменні полюси магнітів відштовхуються, різноіменні – притягуються. Конфігурацію поля постійних магнітів легко дослідити за допомогою залізної тирси.

Природно намагнічені шматки заліза чи залізняку вже в Стародавньому Китаї використовували для орієнтації на Землі, яка сама є величезним постійним магнітом. Південний магнітний полюс Землі знаходиться у районі північного географічного полюса, але з збігається з ним, північний магнітний полюс - у районі південного географічного полюса. Становище магнітних полюсівне є постійним. З іншого боку, аналіз осадових порід Землі свідчить, що магнітне полі Землі неодноразово змінювало полярність. Магнітне поле Землі грає величезну роль для живого у ньому, т.к. воно захищає нас від потоку швидких частинок, що летять на Землю з космічного простору, здебільшого- від сонця. При зміні цього потоку Землі спостерігаються магнітні бурі - короткочасні зміни магнітного поля Землі, викликають порушення радіозв'язку, відхилення становищі магнітних стрілок.

МАГНІТНЕ ПОЛЕ СТРУМУ.

У 1820 р. Ерстед відкрив, що магнітна стрілка, розташована поруч із провідником, яким йде електричний струм, повертається так, що її вісь збігається з дотичною до кола, що охоплює цей провідник.

У тому ж році Ампер виявив взаємодію провідників зі струмом і знайшов закон, якому підпорядковується ця взаємодія. Дія провідника зі струмом на магнітну стрілку і взаємодію провідників зі струмом можна пояснити тим, що провідник зі струмом створює в навколишньому просторі магнітне поле, яке і виявляється магнітною стрілкою або іншим провідником зі струмом.

Магнітне поле - особливий вид матерії, що створюється електричними зарядами, що рухаються (струмом) і що виявляється по дії на рухомі електричні заряди (струм). Магнітне поле поширюється у просторі зі швидкістю світла. Воно зменшується зі збільшенням відстані від струму, що його створює. Магнітне поле має енергію.

Для дослідження магнітних полів використовуються маленькі магнітні стрілки, за допомогою яких було знайдено зручний спосіб графічного зображення магнітних полів, використовуючи магнітні лінії. Магнітна лінія - це лінія, вздовж якої розташовуються осі маленьких магнітних стрілок у магнітному полі. Вид магнітних ліній легко встановлюється за допомогою дрібної залізної тирси, насипаної на картон і внесеної в магнітне поле. При цьому тирса, намагнічуючи в полі, розташовуються ланцюжками вздовж магнітних ліній. За напрямок цих ліній приймається напрямок, який вказував би північний полюс магнітної стрілки.

Магнітні лінії прямолінійного провідника зі струмом є колами, центром яких є провідник зі струмом. Напрямок ліній визначається правилом свердла: якщо поступальний рух свердла (правий гвинт) збігається з напрямком струму в провіднику, то напрям обертального руху ручки свердла збігається з напрямком магнітних ліній.

Магнітні лінії котушки зі струмом (соленоїда) являють собою замкнуті криві, що охоплюють витки котушки. Напрямок цих ліній легко визначити за таким правилом: якщо котушку взяти правою рукою так, щоб зігнуті пальці були направлені по струму в ній, то відігнутий великий палець покаже напрямок магнітних ліній по осі котушки.

Котушка зі струмом являє собою електромагніт подібний до смугового постійного магніту. Магнітне поле котушки зростає із збільшенням числа її витків та сили струму в ній. Для посилення магнітного поля використовується залізний осердя, що вводиться в котушку. Те місце, звідки магнітні лінії виходять із котушки, є північним полюсомелектромагніту, куди входять – південним полюсом.

Електромагніти широко використовуються в техніці для переміщення важких залізних деталей, залізного брухту, так і в багатьох електротехнічних і радіотехнічних пристроях.

Магнітне поле діє з деякою силою на провідник зі струмом, що знаходиться в ньому. Ця сила називається силою Ампера і прямо-пропорційно залежить від довжини прорводника, сили струму в ньому. Вона залежить також від величини поля та від розташування провідника. Напрямок сили Ампера визначають за правилом лівої руки: якщо ліву рукурозташувати в магнітному полі так, щоб магнітні лінії входили в долоню, а чотири витягнутих пальцяпоказували напрямок струму, то відігнутий великий палець покаже напрямок сили.

Дія магнітного поля на провідник із струмом використовується в електродвигунах. Електродвигун постійного струму складається з нерухомої частини – статора та рухомої – ротора. У пазах статора укладається котушка, що створює магнітне поле. Ротор є котушкою з багатьох витків, струм до яких підводиться за допомогою ковзних контактів - щіток. Для збільшення магнітного поля ротор та статор виготовляють із листів трансформаторної сталі, ізольованих один від одного. Ротор рухається силою Ампера. Для підтримки постійного обертання напрямок струму в обмотці ротора періодично змінюється за допомогою колектора, що представляє собою в найпростішому випадку два півкільця, що контактують зі щітками. Під час руху ротора щітка переходить з одного півкільця на інше, змінюючи напрямок струму в котушці ротора. Це дає їй можливість повернутися ще на півоберта, коли струм знову змінить напрямок.

Т.к. ККД електродвигунів (до 98%) набагато більше, ніж у теплових, то електродвигуни широко застосовуються на транспорті, заводах і фабриках і т.д. Електродвигуни компактні, не забруднюють довкілля, легко керовані.

ОПТИЧНІ ПРИЛАДИ.

Фотоапарат.

Фотоапарат складається з двох головних частин: світлонепроникної камери та об'єктива. У найпростішому випадку об'єктивом може служити лінза, що збирає. Щоб зображення було якісним по всьому полю фотознімка, об'єктиви сучасних фотоапаратів є складною системою лінз, що в цілому грає роль лінзи, що збирає. Об'єктив фотоапарата дає на фотоплівці, покритій світлочутливим шаром, дійсне, зворотне і, як правило, зменшене зображення предмета, що фотографується. Фотоапарат працює на формулі тонкої лінзи. Для отримання чіткого зображення зображення об'єктив фотоапарата робиться рухомим. Переміщуючи об'єктив, досягають необхідної різкості зображення. Фотографовані предмети можуть знаходитися одночасно на різних відстанях від фотоапарата. Глибина різкості досягається тим, що вікно об'єктива може частково перекриватися діафрагмою. Чим менше вікно об'єктива, тим чіткішими будуть на знімку предмети, різновіддалені від фотоапарату.

Під час фотографування об'єктив камери автоматично відкривається на невеликий час, який називається часом експозиції. Щоб зображення стало видимим, плівку виявляють у спеціальному розчині та закріплюють. Отримане зображення називається негативом, т.к. на ньому спостерігається зворотна світлопередача. Ті місця фотоплівки, на які падало більше світла, темніші і навпаки. Для отримання фотокартки (позитиву) отримане зображення за допомогою фотозбільшувача проектується на фотопапір. Потім папір проявляється та закріплюється.

Сучасні фотоапарати можуть давати кольорове та навіть об'ємне зображення. Деякі апарати дають відразу готовий фотознімок. Розвитком фотографії стало кіно.

Фотографія широко застосовується у наукових цілях, у техніці, криміналістиці тощо. Вона може зробити нас свідками історичних подій. Широко поширена художня фотографія.

Проекційний апарат.

Проекційний апарат служить для отримання дійсного збільшеного зворотного зображення тіл на екрані. Якщо виходить зображення в світлі (фото- і кіноплівка, зображення на склі), то апарат називається діаскопом, у відбитому світлі - епіскопом. Часто застосовується комбінація цих апаратів – епідіаскоп. Діаскоп складається з джерела світла, конденсора та об'єктиву. Для збільшення освітленості екрану за джерелом світла часто мають одне або кілька дзеркал. Конденсор (дві плоско - опуклі лінзи) направляє світло, що розходиться від джерела, в об'єктив. Найпростішим об'єктивом може служити лінза, що збирає. Предмет, зображення якого треба отримати на екрані, розміщується між конденсором та об'єктивом. Чіткості зображення досягають переміщення об'єктива.

Фотозбільшувачі, фільмоскопи, кіноапарати, кодоскопи є проекційними апаратами.

Око. Окуляри.

За своїм пристроєм очей нагадує фотоапарат. Він складається з: склер - зовнішньої частини ока, що захищає око від механічних пошкоджень; рогівки - передній прозорій частині склери; райдужної оболонки з отвором змінного діаметра у ній - зіниці; кришталика - двоопуклої лінзи; склоподібного тіла, що заповнює об'єм ока; сітківки - нервових закінчень, що передає інформацію в мозок. Простір між рогівкою та кришталиком заповнений водянистою рідиною, яка, в основному, і заломлює світло. Око працює на формулі тонкої лінзи. Т.к. предмети можуть розташовуватися від ока на різних відстанях, то для отримання чіткого зображення кривизна кришталика може змінюватися за допомогою м'язів очей. Здатність ока давати чітке зображення предметів, що від нього різних відстанях, називається акомодацією. Відстань, на якій око дає можливість розглянути без великої напруги дрібні деталіпредметів, називається відстанню найкращого зору. Для здорового ока воно дорівнює 25 см. Ближня межа акомодації близько 12 см. Глибина різкості визначається площею зіниці. Сітківка складається з паличок, що дають чорно-біле зображення, і колб, що дають кольорове зображення. Зображення на сітківці ока дійсне, зменшене, зворотне. Об'ємний зір дають два ока.

Якщо зображення, створюване оком, лежить перед сітківкою, то око називається короткозорим. Щоб розглянути предмет, короткозора людина підносить його близько до очей і сильно напружує м'язи очей. Короткозорість виправляється носінням окулярів з лінзами, що розсіюють. Далекозоре око створює зображення за сітківкою. Далекозорість виправляється носінням окулярів із лінзами, що збирають. Слід зазначити, як і короткозорість, і далекозорість будуть прогресувати, а то й використовувати окуляри, т.к. при роботі очні м'язи перенапружуватимуться.

ТЕМПЕРАТУРА ТА ЇЇ ВИМІР.

Вивчення теплових явищ неминуче мало дати величину, що характеризує ступінь нагрітості тіл - температуру. При дотику тіл внаслідок взаємодії молекул вирівнюється їхня середня кінетична енергія. Температура – ​​міра середньої кінетичної енергії молекул. Вона показує напрямок теплових процесів, т.к. енергія мимоволі передається від нагрітих тіл до менш нагрітим, тобто. від тіл із більшою температурою до тіл із меншою температурою. Температура вимірюється термометрами. Вимірювання температури засноване на встановленні між тілами, наведеними в дотику теплової рівноваги. На практиці саме широке розповсюдженнязнайшли рідинні термометри, у яких використовується зміна об'єму рідини (ртуть чи спирт) під час нагрівання. Розширюючись, рідина піднімається скляною трубочкою, під якою розташовується шкала. Реперними точками (тобто точками, на яких базується шкала температур) у міжнародній практичній системі температур, запропонованої Цельсієм, є температура плавлення льоду (0 С) і температура кипіння води (1ООS0oTC). Відстань між цими точками на шкалі розбивається на 100 рівних частин. Т.к. розширення рідини в різних інтервалах температур по-різному, то рідинний термометр гарантує правильність вимірювання тільки реперних температур. Велику точність мають газові термометри, в яких використовується залежність об'єму газу від температури при постійному тиску або залежність від тиску газу від температури при постійному обсязі. У термометрах може використовуватись також залежність електричного опорупровідників та напівпровідників від температури.

ВНУТРІШНЯ ЕНЕРГІЯ І СПОСОБИ ЇЇ ЗМІНИ.

Будь-яке тіло складається з величезної кількості молекул. Молекули тіл безперервно рухаються, отже, вони мають кінетичну енергію. Молекули твердих і рідких тіл взаємодіють між собою, отже, вони мають і потенційну енергію. СУМА КІНЕТИЧНИХ І ПОТЕНЦІЙНИХ ЕНЕРГІЙ МОЛЕКУЛ, СКЛАДНИХ ТІЛО, НАЗИВАЄТЬСЯ ВНУТРІШНІЙ ЕНЕРГІЄЮ. [U] = Дж. До внутрішньої енергії відноситься і енергія частинок, з яких складаються атоми.

Внутрішня енергія тіла може змінюватись під час різних теплових процесів. Так, при нагріванні, наприклад, збільшуються швидкості руху молекул, а отже, і їхня кінетична енергія. При нагріванні тіла його обсяг збільшується, змінюються відстані між молекулами, а тому змінюється потенційна енергія їх взаємодії. Про зміну внутрішньої енергії можна судити про зміну температури тіла. Зі зростанням температури тіла його внутрішня енергія збільшується.

Внутрішню енергію можна змінити двома принципово різними способами.

1. Якщо над тілом виконувати роботу, воно нагрівається, тобто. його внутрішня енергія зростає. Якщо саме тіло здійснює роботу над зовнішніми тілами, його внутрішня енергія зменшується. A = DU.

2. Внутрішню енергію можна змінити шляхом теплопередачі. ТЕПЛОПЕРЕДАЧІВ, АБО ТЕПЛООБМІНОМ, НАЗИВАЄТЬСЯ ПРОЦЕС ЗМІНИ ВНУТРІШНІЙ ЕНЕРГІЇ БЕЗ ЗДІЙСНЕННЯ РОБОТИ. Так, чайник, що стоїть на розпеченій плиті, одержує енергію шляхом теплопередачі.

Існує три види теплопередачі: теплопровідність - передача енергії шляхом обміну нею молекулами за її взаємодії; конвекція - передача енергії потоками нагрітої рідини чи газу; випромінювання - передача енергії у вигляді електромагнітних хвиль. Причому останній вид теплопередачі не вимагає безпосереднього контакту тіл або наявності між ними будь-якої речовини.

Мірою переданої теплової енергії при теплопередачі служить КІЛЬКІСТЬ ТЕПЛОТИ - ТА ЧАСТИНА ВНУТРІШНЬОЇ ЕНЕРГІЇ, ЯКУ ТІЛО ОТРИМАЄ АБО ВІДДАЄ ПРИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ. [Q] = Дж. Q = DU.

ТЕПЛОВІ ПРОЦЕСИ.