Q=lm, где l-удельная теплота плавления (кристаллизации) вещества. Удельная теплота плавления вещества- количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества при температуре плавления, чтобы целиком расплавить его. [l]=[Дж/кг].
Уравнение теплового баланса.
В замкнутой системе алгебраическая сумма всех теплот равна нулю. Q1+Q2+...+QN=0. Если Q1+Q2+...+QN>0, то происходит получение системой теплоты извне, если Q1+Q2+...+QN<0, то происходит отдача теплоты системой.
3.Электродинамика.
3.1.Элекростатика.
Электрические заряды.
Электрический заряд- количественная мера способности тел к электромагнитным взаимодействиям. Существует два вида зарядов: положительный и отрицательный, их суммы равны Þ тела нейтральны. Положительные (отрицательные) ионы- атомы с недостающими (избыточными) электронами. Величина заряда- избыток зарядов какого-либо типа; она всегда кратна заряду электрона.
Элементарный электрический заряд.
Элементарный заряд- заряженная частица, имеющая самый маленький заряд, далее неделимый. Опытным путем было установлено, что в природе не может существовать заряда, меньшего e=-1,6 10-19Кл. Кулон- единица измерения электрического заряда в системе «СИ». Такую частицу назвали электрон. me=9,1 10-31кг.
Проводники и диэлектрики.
Проводники- вещества, в которых электрические заряды могут свободно перемещаться. К ним относятся все металлы, уголь, растворы солей, кислот и щелочей. Непроводники (изоляторы или диэлектрики)- вещества, в которых электрические заряды не могут свободно перемещаться. К ним относятся стекло, фарфор, смола, вода, масла и т. д. Полупроводники- тела, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.
Закон сохранения электрического заряда.
Если какая-то изолированная система (система, из которой не выходят и в которую не входят заряды) обладает определенным зарядом, то его величина остается неизменной.
Взаимодействие электрически заряженных тел.
На основе опытов было выяснено, что одноименные электрические заряды взаимно отталкиваются, а разноименные - взаимно притягиваются. Созданы две теории: дальнодействия (моментальное изменение силы при перемещении заряда) и близкодействия (изменение силы за время t=s/c).
Электроскоп.
Электроскоп- прибор для обнаружения наэлектризованности тела. Его действие основано на законе взаимодействия зарядов. Простейший электроскоп состоит из стеклянной банки, закрытой эбонитовой или резиновой пробкой, сквозь которую проходит металлический стержень с шариком на верхнем конце и листочками алюминия. Если листочки взаимно отталкиваются, то тело заряжено. Угол, на который произошло отклонение, показывает величину заряда.
Точечный заряд.
Точечный заряд- заряженная материальная точка.
Закон Кулона.
Два неподвижных точечных заряда отталкиваются или притягивают друг друга с силой, пропорциональной произведению модулей зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Сила направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды. F=1/4pe0e*q1q2/r2. e0-электрическая постоянная. e0=8,85 10-12м-3кг-1с4А2. Принцип суперпозиции для кулоновских сил: кулоновская сила, действующая на точечный заряд со стороны системы точечных зарядов, равна векторной сумме кулоновских сил, действующих на этот заряд со стороны каждого из зарядов системы. Точечный заряд- заряженная материальная точка.
Электрическое поле.
Электрическое поле- особый вид материи, в которой проявляется действие электрических сил. Оно обладает свойством действовать на внесенный в него электрический заряд. Вне проводника с током электрического поля нет. Однородное электрическое поле- поле, напряженность которого во всех точках одинакова. Силовые линии в таком поле параллельны и плотность их везде одинакова.
Напряженность электрического поля.
Напряженность- векторная физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на пробный заряд к величине этого заряда. Напряженность численно равна силе, действующей на единичный пробный заряд. Пробный заряд всегда положителен, всегда точечный (чтобы не искажать поле основного заряда). E=F/q, E=[H/Kл].
Линии напряженности электрического поля (силовые линии).
Под действием сил электрического поля любой заряд, внесенный в поле будет перемещаться по некоторой линии. Такие линии называются электрическими силовыми линиями. За направление силовой линии принято такое направление, по которому стал бы двигаться положительный заряд, внесенный в поле. Электрические силовые линии начинаются у положительного заряда и заканчиваются у отрицательного или же могут уходить в бесконечность. Электрические силы разрывны. Две силовые линии поля никогда не пересекаются.
Однородное электрическое поле.
Если взять две равные параллельные металлические пластины и зарядить их равными, но противоположными по знаку зарядами, то они создадут простейший вид электрического поля, называемого однородным электрическим. Однородное электрическое поле- электрическое поле, напряженность которого во всех точках пространства имеет одну и ту же величину и направление. В однородном поле силовые линии параллельны между собой и перпендикулярны к пластинам, а густота линий всюду одинакова.
Напряженность электростатического поля точечного заряда.
Любой неподвижный заряд окружен электростатическим полем. Оно обладает свойством действовать на вносимый в это поле другой электрический заряд. Для того, чтобы найти напряженность электростатического поля точечного заряда, надо внести в это поле пробный заряд. F=kq1q2/r2, разделим обе части наq1, тогда E=kq2/r2=q/4pee0r2.
Принцип суперпозиции полей.
В любой точке системы, содержащей несколько зарядов, напряженность равна сумме напряженностей полей, созданных каждым зарядом системы.
Поле проводящей сферы.
Внутри сферы поле отсутствует (так как сумма электрических полей уравновешивается). Вне шара поле будет таким же, как если бы весь заряд сферы был сосредоточен в центре. Напряженность определяется по формуле для точечного заряда E=Q/4pee0r2.
Работа сил электростатического поля.
Работа сил электрического поля не зависит от пути. Она определяется только его начальным и конечным положениями. Работа сил электрического поля при движении заряда по замкнутому контуру равна нулю. Потенциальные поля- поля, в которых работа сил не зависит от формы пути. A=EP1-EP2.
Потенциал и разность потенциалов.
Потенциальная энергия заряда q численно равна той работе, которую могут совершить силы поля, перемещая заряд q из данной точки поля в бесконечность. Потенциал- энергетическая характеристика точек электрического поля. Потенциал какой-либо точки электрического поля измеряется потенциальной энергией точечного заряда, находящегося в этой точке. j=EP/q. j=q/4per. Разность потенциалов между двумя точками электрического поля измеряется работой, совершаемой полем при перемещении точечного заряда из одной точки поля в другую и называется напряжением. Вольт- такая разность потенциалов между двумя точками электрического поля, при которой силы поля, перемещая заряд в 1 Кл из одной точки в другую, совершают работу в один Джоуль. [В]=[Дж/Кл].
Потенциал поля точечного заряда.
A=Fs. A=EK(СР)(r2-r1)=q(r2-r1)/r1r2=q(1/r1-1/r2)=jA-jB. Устремим точку В в бесконечность, тогда jA=q(1/r1-1/r2).
Связь разности потенциалов с напряженностью электростатического поля.
А=Fd=Eqd=Uq Þ E=U/d=(j1-j2)/d. Напряженность электрического поля численно равна изменению потенциала на единицу длины силовой линии.
Эквипотенциальные поверхности.
Эквипотенциальная поверхность- совокупность точек, имеющих одинаковый потенциал. Каждая точка поверхности, расположенной перпендикулярно силовым линиям поля, имеет такой же потенциал как любая другая точка этой поверхности. E=F/q=A/qDl=(j1-j2)/Dl=-Dj/Dl.
Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
Проводниками в электрическом поле могут являться только вещества, имеющие много свободных электронов. К ним относятся металлы, растворы солей и др. Вещества, в которых нет (или очень мало) свободных электронов, называются диэлектриками (или изоляторами). К ним относятся вода, смола и др. Существуют вещества, которые не принадлежат ни к проводникам, ни к изоляторам, они называются полупроводниками.
Диэлектрическая проницаемость вещества.
Абсолютная диэлектрическая проницаемость среды(eа)- величина, позволяющая учесть влияние изолирующей среды на силу взаимодействия наэлектризованных тел. F=q1q2/eaR2. eа=ee0. e0- электрическая постоянная.e- диэлектрическая проницаемость среды. Она показывает во сколько раз сила взаимодействия между электрическими зарядами в данной среде меньше, чем в вакууме. Для вакуума e=1. F=q1q2/4pee0R2.
Электроемкость.
Электроемкость- коэффициент пропорциональности между зарядом уединенного проводника и его потенциалом (но не зависит от них). Она зависит только от формы, размеров и среды, в которую помещается проводник. За единицу емкости принимают емкость такого проводника, у которого потенциал возрастает на 1 Вольт при сообщении ему заряда в 1 Кулон, эту единицу называют Фарадом. [Ф]=[Кл/В]. 1 Фарад- емкость такого конденсатора, при сообщении которому заряда в 1 Кулон происходит возникновение разности потенциалов 1 Вольт.
C=q/j ü
j=q/4pe0R ý Þ C=4pe0R
j=q/C þ
Конденсаторы.
Конденсаторы- устройства, предназначенные для накопления зарядов. Образующие конденсатор проводники называют его обкладками. Емкость конденсатора определяется как отношение заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками. C=Q/Dj=Q/U.