Головна

квиток 21

1. Термодинамічний підхід до вивчення фізичних явищ. Внутрішня енергія і способи її зміни. Перший закон термодинаміки. Застосування першого закону термодинаміки к ізотермічного, ізохорно, Ізобаричний і адіабатне процесам.

 Кожне тіло має цілком певну структуру, воно складається з частинок, які хаотично рухаються і взаємодіють один з одним, тому будь-яке тіло має внутрішню енергію.

Внутрішня енергія - Це величина, що характеризує власне стан тіла, т. Е. Енергія хаотичного (теплового) руху мікрочастинок системи (молекул, атомів, електронів, ядер і т. Д.) І енергія взаємодії цих частинок. Внутрішня енергія одноатомного ідеального газу визначається за формулою U = 3/2 - т / М - RT.
існує два способи зміни внутрішньої енергії: теплопередача і вчинення механічної роботи (наприклад, нагрівання при терті або при стисненні, охолодження при розширенні).
теплопередача - Це зміна внутрішньої енергії без здійснення роботи: енергія передається від більш нагрітих тіл до менш нагрітих. Теплопередача буває трьох видів: теплопровідність (безпосередній обмін енергією між хаотично рухаються частками взаємодіючих тіл або частин одного і того ж тіла); конвекція (перенесення енергії потоками рідини або газу) і випромінювання (перенесення енергії електромагнітними хвилями). Мірою переданої енергії при теплопередачі є кількість теплоти (Q).
 Ці способи кількісно об'єднані в
перший закон термодинаміки: зміна внутрішньої енергії замкнутої системи дорівнює сумі кількості теплоти, переданої системі, і роботи зовнішніх сил, досконалої над системою.

 , де  - Зміна внутрішньої енергії, Q - кількість теплоти, передане системі, А - робота зовнішніх сил. Якщо система сама здійснює роботу, то її умовно позначають А *. Тоді закон збереження енергії для теплових процесів, який називається першим законом термодинаміки, можна записати так:  , Тобто кількість теплоти, передане системі, йде на здійснення системою роботи і зміна її внутрішньої енергії.

 При изобарном нагріванні газ здійснює роботу над зовнішніми силами  , Де V1 і V2 - початковий і кінцевий обсяги газу. Якщо процес не є Ізобаричний, величина роботи може бути визначена площею фігури ABCD, укладеної між лінією, що виражає залежність p (V), і початковим і кінцевим обсягами газу V

 Розглянемо застосування першого закону термодинаміки до ізопроцессам, що відбувається з ідеальним газом.

В ізотермічному процесі температура постійна, отже, внутрішня енергія не змінюється. Тоді рівняння першого закону термодинаміки набуде вигляду:  , Т. Е. Кількість теплоти, передане системі, йде на здійснення роботи при ізотермічному розширенні, саме тому температура не змінюється.

У изобарном процесі газ розширюється і кількість теплоти, передане газу, йде на збільшення його внутрішньої енергії і на вчинення ним роботи: .

При ізохоричному процесі газ не змінює свого об'єму, отже, робота їм не відбувається, т. е. А = 0, і рівняння першого закону має вигляд  , Т. Е. Передане кількість теплоти йде на збільшення внутрішньої енергії газу.

Адіабатних називають процес, протікає без теплообміну з навколишнім середовищем. Q = 0, отже, газ при розширенні здійснює роботу за рахунок зменшення його внутрішньої енергії, отже, газ охолоджується,  Крива, що зображає Адіабатний процес, називається адіабати.

2. Моделі будови атомного ядра; ядерні сили; нуклонах модель ядра; енергія зв'язку ядра; ядерні спектри; ядерні реакції.

. Протонно-нейтронна модель атома.

У 1932 р російський фізик Д. Д. Іваненко і німецький фізик В. Гейзенберг запропонували протонно-нейтронну модель ядра. Ядро атома будь-якого хімічного елемента складається з двох видів елементарних частинок: протонів і нейтронів. Число протонів у ядрі дорівнює атомному номеру елемента 2, в періодичній системі елементів і називається зарядовим числом. Число нейтронів в ядрі позначають N. Сума числа протонів Z і числа нейтронів N в ядрі називають масовим числом і позначають буквою А: А = Z + N. В якості одиниці маси в атомній та ядерній фізиці використовується атомна одиниця маси (а. Е. М.). Атомна одиниця маси дорівнює 1/12 маси атома вуглецю атомною масою 12. 1 а. е. м. = 1,66057 * 1027 кг).

Протон і нейтрон - це два так званих зарядових стану однієї і тієї ж частинки - нуклона (від латинського - ядро). Протон - нуклон в заряджених частинок, нейтрон - в нейтральному. Атомні ядра складаються з нуклонів.

ізотопи (Від греческого- однаковий, - місце) представляють собою ядра з одним і тим же значенням Z, але різними масовими числами А, т. Е. З різною кількістю нейтронів N.

Наприклад, водень має три ізотопи:11 Н - проти (в ядрі тільки один протон),21 М- дейтерій (в ядрі - протон і нейтрон), 31Н - тритій (в ядрі - протон і два нейтрони).

ядерні сили це сили діють між нуклонами в ядрі.

Властивості ядерних сил:

1. Взаємодії ядерні частинок часто називають сильними взаємодіями.

Ядерні сили приблизно в 100 разів перевершують електричні сили. Це найпотужніші сили з усіх.

2. Ядерні сили аж до деякої відстані є силами тяжіння, але починаючи з деякої відстані між нуклонами, сили тяжіння замінюються силами відштовхування.

3. Ядерні сили мають короткодіючий характер. Ядерні сили помітно проявляються лише на відстанях, рівних по порядку величини розмірами ядра (Ю-12 - 10 ~13 см). Ядерні сили - це, так би мовити, «богатир з дуже короткими руками».

У ядерній фізиці вводиться особлива одиниця довжини - ферми. 1 фм = 10 ~16 м.

Нейтрон починає притягатися до протону, перебуваючи від нього на відстані, меншій 2 фм. На відстані, меншій 0,4 фм, діють потужні сили відштовхування між ними. При відстані між нуклонами всього 4,2 фм ядерні сили нехтує малі.

ядерними реакціями називають зміни атомних ядер при взаємодії їх з елементарними частинками або один з одним.

Атомні ядра при взаємодіях випробовують перетворення, які супроводжуються збільшенням або зменшенням кінетичної енергії беруть участь в них частинок

Ядерні реакції відбуваються, коли частинки впритул наближаються до ядра і потрапляють в сферу дії ядерних сил. Однойменно заряджені частинки відштовхуються одна від одної. Тому зближення позитивно заряджених частинок з ядрами (або ядер один з одним) можливо, якщо цим часткам (або ядер) повідомлена велика кінетична енергія (наприклад, протонів, ядер дейтерію - дейтронів, а-частинок і іншим ядер за допомогою прискорювачів елементарних частинок іонів) .

Перша ядерна реакція на швидких протонах була здійснена в 1932 р Вдалося розщепити літій на а-частинки:

квиток 20 | Енергетичний вихід ядерних реакцій.


Закон всесвітнього тяготіння. Сила тяжіння, вага і невагомість. | квиток 12 | квиток 13 | квиток 14 | квиток 15 | квиток 16 | квиток 17 | Квиток № 18 | квиток 19 | ДИСПЕРСІЯ |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати