întreaga energie a corpului este suma energiei interne și energia cinetică a corpului ca întreg:
în cazul în care - masa relativistă.
Sistemul de comunicații de energie de particule - de lucru petrecut pe sistemul de separare în particulele sale constitutive și a le elimina unul de altul la o distanță la care interacțiunea lor pot fi neglijate:
în cazul în care Eb - energia de legare;
åEi - energia totală a unui sistem de particule separate;
E - sistemul energetic.
Suma maselor de particule separate de masa sistemului pe energia de legătură împărțită c 2:
Dezerteze Dm greutate - diferența dintre suma maselor particulelor și masa sistemului:
Legea relațiilor masei și a energiei:
Legea variației de energie-impuls al unui punct material:
Legea schimbării de energie a unui punct material:
Legea variației energiei cinetice a corpului:
Raportul privind energia totală și impulsul particulelor relativiste (în formă vectorială):
Comunicarea între impulsul și energia totală sub forma unui scalar:
Comunicarea între impulsul și energia cinetică:
Pentru particule cu masa zero, este proporțională cu energia pulsului:
E = c × p; p = E / c.
Particulele de masă kinetice care nu au nici o masă de repaus, energia totală este egală cu:
Bazele fizicii moleculare
și termodinamicii. concepte și legi de bază
Condensed de stat. cinematică
și dinamica fluidelor
Lichid - starea fizică a materiei intermediare între un stări solidă și gazoasă.
Lichide curate în compoziția chimică - lichid-un singur component.
Amestecuri lichide (soluții) în compoziția chimică - lichid cu două sau mai multe componente.
Normal (convențional) lichid - lichid omogen și izotrop macroscopic. În absența unor influențe externe au doar o singură fază lichidă.
Fluide Quantum - lichidele care pot fi în una sau mai multe faze anizotrope normal și.
Fluide simple - lichide, care constau din molecule simetrice, între spherically care Van der Waals, fără nici o direcție preferențială și au proprietăți mai simple.
Pentru rază scurtă de acțiune - comandat aranjament cu privire la orice moleculă cea mai apropiată de vecinii ei.
Relația dintre timpul t de vibrație a moleculei în ceea ce privește furnizarea și „decontate“ t0 viață:
unde U - «potențial barieră“, este numeric egală cu diferența de energie dintre cele două molecule în domeniile posibile ale oscilațiilor sale care separă cele două posibile zone de vibratii moleculare;
T - temperatura fluidului;
k - este Boltzmann.
Numărul de molecule de lichid într-un înveliș sferic de dr grosime la o distanță r de la o molecula aleasă arbitrar
unde n0 = N / V - numărul de molecule într-un volum unitate de lichid;
F (r) - funcția de distribuție radială, care determină probabilitatea de a găsi un anumite molecule de lichid în orice punct din volumul său.
Viscozitate - proprietăți de fluid pentru a asigura rezistența la mișcarea uneia în raport cu celelalte părți. Determinată de compoziția lor moleculară și structura.
Legea fundamentală a debitului vâscoase (legea lui Newton):
unde dv / dz - gradientul vitezei în direcția z;
S - zona stratului pe care are loc un schimb;
h - coeficient de vâscozitate dinamică care caracterizează rezistența la deplasarea fluidului din straturile sale.
Dependența viscozității fluide de temperatură:
unde U - energia necesară pentru a muta moleculele de lichid de la o stare de echilibru la altul.
viscozitate cinematică - raportul dintre vâscozitatea dinamică a lichidului la densitatea:
Fluiditatea lichidelor - proprietate, vâscozitate opusă, datorită libertății de mișcare a moleculelor în volum, ceea ce a permis forțele de adeziune dintre ele.
debit (sau flux)
Compresibilitate - capacitatea de lichid pentru a schimba volumul lor sub presiune hidrostatică.
factor de compresibilitate - exprimă reducerea volumului unitate (sau densitate), cu o creștere a presiunii pe unitate:
unde DV, D # 961; - modificarea volumului inițial și densitatea inițială a lichidului la schimbarea de presiune asupra Dp.
Ecuația stare lichidă (cu un anumit grad de precizie):
Domeniul de aplicare al forțelor moleculare - o zonă în care sunt molecule care interacționează, centrul care este molecula de (R
Experimental Legea volumului de fluid în funcție de temperatură:
în cazul în care un - coeficientul de dilatare al volumului, care este definit de relația
Factori de comunicare compresibilitatea și expansiunea volumetrică a lichidelor:
Tensiunea superficială - nekompensirovannosti măsoară forțe intermoleculare în stratul de suprafață (interfaciale).
dA de lucru pentru a schimba Ds suprafață lichidă realizată prin modificarea energiei potențiale a stratului de suprafață (energia de suprafață a lichidului) dWps:
dA = -dWps = -s × dS,
în care „negativ“ indică faptul că o creștere a suprafeței lichidului însoțită de executarea lucrărilor;
Coeficientul de tensiune superficială ce caracterizează proprietățile suprafeței lichidului, și arată ce fel de muncă să fie efectuate în scopul de a mări suprafața lichidului pe unitate - s.
De lucru pentru a schimba suprafața lichidului, efectuată de forțe externe:
dA = -F × dx = -s × dS = -s # 8467; x dx,
unde # 8467; - lungimea conturului care acoperă suprafața lichidului;
dx - deplasarea stratului de suprafață de delimitare;
F - forța de tensiune superficială;
Coeficientul de tensiune superficială, care este numeric egală cu forța de tensiune superficială care tinde să schimbe lungimea traseului suprafeței de acoperire a lichidului pe unitate - s.
Dependența tensiunii superficiale la temperatură:
unde r = dQ / dS - cantitatea de căldură luate pentru a schimba suprafața filmului de unul.
Presiune completă în stratul de suprafață moleculară a lichidului
unde p0 - presiunea fluidului molecular cu o suprafață plană;
Dp - presiune suplimentară care rezultă datorită curburii suprafeței lichidului;
semnul „+“ - corespunde suprafeței convexe;
„-“ semn - corespunde suprafeței concave.
Formula lui Laplace pentru o presiune suplimentară (pentru picături, care este complet umplut cu lichid, sau un balon în interiorul fluidului) în cazul:
1) o suprafață arbitrară:
unde R1 și R2 - raza de curbură a stratului de fluid de suprafață;
2) suprafața sferică:
unde R - raza sferei;
3) suprafața cilindrică:
unde R - raza suprafeței cilindrice.
Formula lui Laplace pentru o presiune suplimentară (pentru un balon, care nu este umplut cu lichid, cum ar fi săpun) în cazul în care:
1) suprafață sferică:
2) a suprafeței cilindrice:
Condițiile de echilibru a picăturilor pe suprafața altui lichid:
în care s12 - tensiunea superficială între picătura de lichid și lichidul în care se află acesta;
S13 - tensiunea superficială între lichid pe care picătura și aerul;
S23 - tensiunea superficială dintre picăturile de lichid și aer.
Condițiile de echilibru a picăturilor pe o suprafață solidă:
în care s12 - tensiunea superficială între lichid și un solid de picături;
S13 - tensiunea superficială între un solid și aer;
S23 - tensiunea superficială între picătura de lichid și aer;
Unghiul de contact (unghiul dintre tangenta la suprafața lichidului și stare solidă) - q.
Condiții de udare (contact unghi ascuțit):
umectarea absolută:
Condiții non-udare (unghi de contact obtuz):
Absolut non-udare:
Fenomenul capilaritate (capilare) - modificarea înălțimii nivelului de lichid în tuburi înguste (capilare) sau golurile dintre cei doi pereți.
în care - o presiune suplimentară, care rezultă datorită curburii suprafeței lichidului la capilar;
p = RGH - presiune;
r - raza capilarului;
q - unghiul de contact.
Înălțimea de ridicare (coborâre) a lichidului în capilare
Înălțimea de ridicare (coborâre) a lichidului din decalajul îngust dintre imersată în plăcile paralele lichide
unde d - distanța dintre plăci.
Presiunea din interiorul fluidului în toate punctele situate la același nivel (în timpul echilibrului mecanic atunci când lichidul este într-un câmp gravitațional):
Presiunea în lichid la două nivele diferite (la echilibru mecanic, lichidul este într-un câmp gravitațional) diferă cu o valoare egală cu greutatea coloanei de lichid vertical cuprins între aceste niveluri, o arie a secțiunii transversale egală cu unitatea:
în cazul în care p1. p2 - presiunea fluidului la nivelurile respective;
h - înălțimea între straturi.
Arhimede pe un corp scufundat într-un fluid (sau gaz), care este în echilibru mecanic, forța de împingere egală cu greutatea corpului fluid deplasat (gaz) este îndreptat vertical în sus și aplicată în centrul de masă al volumului deplasat „:
Lichidul flux - un set de particule în mișcare de fluid.
linia de curgere a fluidului - o linie tangentă la care coincide cu direcția vitezei particulelor de fluid, la un anumit moment de timp și la un moment dat. liniile de flux de fluid servesc pentru a afișa grafic fluxul de fluid.
Tub de curent - a lichidului delimitat de liniile de flux.
Steady (staționare) pentru lichid - lichid de circulație, în care forma și amplasarea raționalizează și valorile vitezei particulelor de fluid la fiecare punct în care nu se modifică în timp.
Inconstant flux (tranzitorie) a unui lichid - lichid de circulație, în care nu sunt îndeplinite condițiile de mișcare constantă.
Forma matematică a teoremei (ecuația) continuitate (jet continuitate) pentru fluide incompresibile:
unde S - aria secțiunii transversale a tubului de curgere;
v - a vitezei fluidului.
Ecuația staționară Bernoulli pentru curentul fluidului ideal (pentru lichide cu viscozitate redusă):
în care r - densitatea fluidului;
v - viteza de curgere a fluidului de;
h - înălțimea la care curentul este o secțiune a tubului;
p - presiunea lichidului la nivelul acestor secțiuni.
Legea de schimbare a presiunii fluidului pentru două secțiuni (cu o modificare a înălțimii secțiunii h) cu = v1 v2:
Acționează presiunea fluidului pentru a schimba fluxul orizontal (h1 = h2):
unde p - presiune, care este independentă de viteza (presiunea statică a lichidului);
- (presiunea dinamică) a presiunii în funcție de viteza, ceea ce indică la presiune statică ce valoare se schimbă atunci când oprirea fluxului de fluid în mișcare.
fluid de presiune debit total - suma presiunilor statice și dinamice.
Tub Monometricheskie (Pitot) - dispozitive care măsoară presiunea totală și fluidul static.
Viteza de curgere a unui fluid vâscos într-o conductă
în cazul în care p1. p2 - două tronsoane de conducte de presiune;
R - raza tubului;
r - distanța de la conducta de centru a tubului de curgere luată în considerare;
h - coeficientul vâscozitatea lichidului;
l - distanța între secțiunile de țeavă.
Formula Poiseuille pentru determinarea volumului de fluid care trece prin secțiunile de tub:
Laminar (laminar) de curgere a fluidului - atunci când fluidul deoarece acesta este împărțit în straturi, în raport cu celălalt de alunecare fără amestecare. flux de fluid laminară este staționar.
flux de fluid turbulent - atunci când există o amestecare viguroasă a lichidului. În acest caz, viteza particulelor în fiecare locație variază aleator, pentru - inconstant.
Numărul Reynolds determină natura de curgere a fluidului:
în care r - densitatea fluidului;
v - media vitezei secțiune transversală a fluidului;
l - caracteristica dimensiune a secțiunii transversale;
h - viscozitatea dinamică;
n - vâscozitate cinematică.
concepte și legi de bază
Fizica moleculara si Termodinamică
Moleculara Fizica - ramura a fizicii care studiază proprietățile fizice și structura materiei în diferite stări agregate pe baza structurii lor microscopice (moleculare).
Teoria moleculară-cinetică a structurii materiei - secțiunea fizicii moleculare, care studiază proprietățile organismelor pe baza unor reprezentări ale structurii lor moleculare.
Fizică statistică - secțiunea fizică moleculară, în care proprietățile studiate și nici o mișcare de molecule individuale (particule) și agregate de particule, caracterizate medii.
Termodinamicii - știința care studiază proprietățile sistemelor fizice se datorează structurii lor microscopice.
Molecule - cea mai mică porțiune din substanța cu proprietățile sale chimice principale și care constă din atomi legați unul de celălalt prin legături chimice.
Atom - cea mai mică particulă a unui element chimic (microparticulă) având proprietățile sale. Atomii în diferite combinații incluse în moleculele de substanțe diferite.
Masa atomică relativă - raportul masic dintre atomii de carbon la 1/12 din masa izotopului cu numărul de masă 12 (12 C).
Masă moleculară relativă - raportul masic al unei molecule date 1/12 a atomilor de masă 12 C
Mole - cantitatea de substanță care conține numărul de particule egal cu numărul de atomi în 0,012 kg de carbon izotopului 12 C.
Numărul lui Avogadro - numărul de atomi sau molecule într-un mol de orice substanță: NA = 23 x 6,02 octombrie mol -1.
masa molara - masa substanței luate într-o cantitate de un mol de:
Un gaz ideal - modelul teoretic de gaz, care nu este luată în considerare interacțiunea dintre particulele sale (energia cinetică medie a particulelor este mult mai mare decât energia de interacțiune). Dimensiunile unei molecule ideale de gaz este mică în comparație cu distanțele dintre ele. Rezumatul volumului adecvat de molecule de gaz este mică în comparație cu volumul vasului. forța Interacțiunea dintre moleculele este atât de mică încât mișcarea moleculelor de coliziune la coliziune se produce de-a lungul segmentelor rectilinii. Fiecare secundă numărul prime de coliziuni de molecule este mare.
Principalele prevederi ale teoriei moleculare-cinetice a gazelor ideale:
1) gazul este format din particule minuscule - atomi sau molecule sunt în mișcare continuă;
2) în orice, chiar foarte mic volum, la care teoria cinetică concluzii utile moleculare, numărul de molecule sunt foarte mari;
3) Dimensiunea moleculară este mică în comparație cu distanțele dintre ele;
4) moleculele de gaz se miște liber între două interacțiuni consecutive între ele sau cu pereții vasului în care se află. Forțele de interacțiune dintre molecule, altele decât punctele de coliziune sunt neglijabile. Ciocnirilor moleculelor apar fără pierderi de energie mecanică, adică potrivit legii interacțiune complet elastică;
5) în absența unor forțe externe, moleculele de gaz sunt distribuite uniform pe întregul volum;
6) Valorile de direcție și viteza varietății moleculelor de gaz.
Ecuația fundamentală a teoriei moleculare cinetice a gazelor:
unde - viteza medie pătrată.
Ecuația fundamentală a teoriei moleculare cinetice a gazelor, presiune:
unde n0 - N „/ V - numărul de molecule pe unitatea de volum;
- energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor de gaz;
k - este Boltzmann.
legea lui Avogadro. „În aceleași volume la aceleași temperaturi și presiuni sunt conținute același număr de molecule.“
Legea lui Dalton: „amestec de gaz de presiune este egală cu suma presiunilor parțiale, adică presiunile pe care ar avea fiecare dintre membrii amestecului de gaze, în cazul în volumul ocupat de amestec, a fost unul „:
Ecuația de stare a gazului ideal pentru o masa m arbitrar (ecuația Mendeleva-Clapeyron):
unde R - constanta de gaz, care este numeric egală cu extinderea unui mol de gaz, atunci când acesta este încălzit cu un grad sub presiune constantă;
T - temperatura absolută.
Gradul de libertate i - numărul de coordonate independente necesare pentru a descrie pe deplin dispozițiile sistemului în spațiu. Toate gradele de libertate sunt egale.