O'lchov mexanik harakat, tananing harakatini butunlay to'xtatish uchun bajarilishi kerak bo'lgan ish bilan belgilanadi, deyiladi kinetik energiya Hojatxona. O'ylab ko'ring qattiq B vazn m, tezlikda harakatlanadi v. Tanaga ruxsat bering B qattiq jism bilan to'qnashuvi C butunlay to'xtaydi. O'zaro ta'sir davomida tana B tanaga ta'sir qiladi C kuch bilan F va mol ustida ds ishni bajaradi
dA = F t ds
Nyutonning uchinchi qonuniga ko'ra tananing yonidan C tanada B kuch harakat qilmoqda F tangens komponent bilan - F t tananing harakatini sekinlashtiradi B. Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra
Bu ifodani elementar ish munosabatiga almashtirish
Tana tomonidan bajariladigan ish B to'liq to'xtashgacha
Jismning kinetik energiyasi manfiy bo'lishi mumkin emas, u tananing inertsiyasiga (massasi) va kinematik xususiyatlariga (tezlik) bog'liq va tananing bu tezlikni (kuchlar) nima uchun olganiga bog'liq emas. Kinetik energiyaning qiymati tanlangan mos yozuvlar tizimiga bog'liq, shuning uchun bu qiymat mutlaq emas, nisbiydir.
Agar tananing turli qismlari turli tezlikda harakat qilsa yoki turli tezlikda harakatlanuvchi jismlarning ixtiyoriy tizimi ko'rib chiqilsa, u holda tananing yoki jismlar tizimining kinetik energiyasi kinetik energiyalarning yig'indisi sifatida topiladi. moddiy nuqtalar tanani tashkil etuvchi yoki tizimni tashkil etuvchi organlar (uchun n massali nuqtalar/jismlar m i va tezliklar v i):
Agar tanalar tizimi ta'sir qilsa potentsial kuchlar, keyin tizimdagi jismlarning fazoviy holatini o'lchash uchun bajarilishi kerak bo'lgan ishni tavsiflovchi fizik miqdorni kiritishimiz mumkin. Tizim konfiguratsiyasi aniqlangan potentsial energiya Wp, ish haqida nima deyish mumkin A 12 Ushbu konfiguratsiyani o'zgartirish uchun bajarilgan potentsial energiyaning o'zgarishi:
A 12 = Wp1 - Wp2.
Potensial energiyaning o'zgarishi jismlarning harakat traektoriyasiga bog'liq emas, chunki konservativ kuchlar tomonidan bajarilgan ish harakat traektoriyasiga bog'liq emas, shuning uchun potentsial energiya koordinatalarning funktsiyasidir. Ochiq tizim holatida tashqi konservativ kuchlar deb taxmin qilinadi statsionar, ya'ni ular faqat tizimga kiritilgan jismlarning joylashuvi o'zgarishi tufayli o'zgarishi mumkin.
Tizim konfiguratsiyasining elementar o'zgarishi bilan ish umumiy differentsial bo'lib, tizimning potentsial energiyasini yo'qotishga teng:
dA = -dWp.
Faqat ishni eksperimental tarzda o'lchash mumkin va ish potentsial energiyani o'zgartirishga qaratilganligi sababli, potentsial energiya faqat doimiy yoki shunday deb ataladigan qiymatgacha aniqlanishi mumkin. nol tizim konfiguratsiyasining potentsial energiyasi.
Yer yuzasiga yaqin tortishish kuchi potentsial kuch. Massasi bo'lgan jismning harakatini ko'rib chiqing m balanddan H yer yuzasiga. Bu harakatga sarflangan ish teng A=mgH. Uzunlikdagi qiyalikda harakatlanayotganda l va a burchakni tashkil etuvchi ish bo'ladi A=mgl cos a= mgH. Agar tana egri chiziqli traektoriya bo'ylab harakatlansa, uni to'g'ri chiziqli qismlarga bo'linib, xulosa qilsak, biz ham qiymatga ega bo'lamiz. A=mgH. Ya'ni, jismni tortishish sohasida harakatlantirish ishi faqat tananing boshlang'ich va oxirgi holatining balandligiga bog'liq. Bo'ylab harakatlanayotganda yopiq traektoriya boshlang'ich nuqtasiga qadar bajarilgan ish nolga teng bo'ladi, bu tortishishning saqlanishini isbotlaydi. Potensial energiyaning o'zgarishi
W p - W p0 = A = mgH
Yer yuzasida potentsial energiyani nolga tenglashtirish W p0 =0, olamiz
Siqilgan prujinaning potensial energiyasini toping. Qiymat bilan siqilgan elastik kuch x bahorga teng
F = -kx.
Bahorni qiymat bilan siqish uchun elementar ish dx teng
dA = F dx = - kx dx.
Qiymat bilan tananing siqilishida cheklangan o'zgarish bilan elastik kuchning ishi x erkin davlatdan x=0 ga teng
Deformatsiyalanmagan buloqning potentsial energiyasini olsak nol, u holda siqilgan bahorning potentsial energiyasi teng bo'ladi
Tizimga ta'sir qiluvchi konservativ kuchlarning turiga qarab, ko'rib chiqish mumkin ichki va tashqi potentsial energiya. Umumiy potentsial energiya ichki va tashqi potentsial energiyalar yig'indisiga teng:
Yuqorida muhokama qilingan misollarda tananing tortishish maydonidagi potentsial energiyasi tashqi (chunki u tortishishning tashqi kuchi tufayli), siqilgan prujinaning potentsial energiyasi esa ichki (chunki u paydo bo'ladigan ichki kuchlar bilan bog'liq). bahorda).
Tizim kinetik va potentsial energiyalar yig'indisiga teng:
Jismlar tizimining (yoki moddiy nuqtalar tizimining) umumiy mexanik energiyasi faqat tizimni tashkil etuvchi barcha qismlarning massalari, tezligi va koordinatalariga bog'liq.
Ma'lumotnomalar
- A.A. Detlaf, B.M. Yavorskiy, L.B. Milkovskaya. Fizika kursi. M .: Oliy maktab. 1973 yil.
Tananing Yer markazidan masofasini oshirish uchun (tanani ko'taring), unda ish qilish kerak. Gravitatsiyaga qarshi bu ish tananing potentsial energiyasi sifatida saqlanadi.
Nima ekanligini tushunish uchun potentsial energiya jismlar, biz m massali jismni Yer yuzasidan balandlikdan balandlikka vertikal pastga siljitishda tortishish tomonidan bajarilgan ishni topamiz.
Agar farq Yerning markazigacha bo'lgan masofaga nisbatan ahamiyatsiz bo'lsa, u holda tananing harakati paytida tortishish kuchini doimiy va mg ga teng deb hisoblash mumkin.
Ko'chirish tortishish vektori yo'nalishi bo'yicha mos kelganligi sababli, tortishish ishi teng bo'ladi.
Oxirgi formuladan ko'rinib turibdiki, Yerning tortishish maydonida massasi m bo'lgan moddiy nuqtani o'tkazish paytida tortishish ishi qandaydir mgh miqdorining ikki qiymati o'rtasidagi farqga teng. Ish energiya o'zgarishining o'lchovi bo'lganligi sababli, formulaning o'ng tomoni bu tananing energiyasining ikki qiymati o'rtasidagi farqdir. Bu shuni anglatadiki, mgh - bu tananing Yerning tortishish maydonidagi pozitsiyasidan kelib chiqadigan energiya.
O'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning (yoki bir tananing qismlari) o'zaro joylashishidan kelib chiqadigan energiya deyiladi salohiyat va Wp ni belgilang. Shuning uchun, Yerning tortishish maydonidagi jism uchun,
Gravitatsiya tomonidan bajarilgan ish o'zgarishga teng tananing potentsial energiyasi qarama-qarshi belgi bilan olingan.
Gravitatsiya ishi tananing traektoriyasiga bog'liq emas va har doim tortishish moduli va boshlang'ich va oxirgi pozitsiyalardagi balandliklar farqining mahsulotiga teng.
Ma'nosi potentsial energiya jismning Yerdan yuqoriga ko'tarilishi nol darajani tanlashga, ya'ni potentsial energiya nolga teng deb qabul qilingan balandlikka bog'liq. Odatda Yer yuzasidagi jismning potentsial energiyasi nolga teng deb taxmin qilinadi.
Nol darajadagi bu tanlov bilan tananing potentsial energiyasi, Yer yuzasidan h balandlikda joylashgan, erkin tushish tezlanish moduli va uning Yer yuzasidan masofa bo'yicha tana massasining mahsulotiga teng:
Yuqorida aytilganlarning barchasidan xulosa qilishimiz mumkin: tananing potentsial energiyasi faqat ikkita miqdorga bog'liq, ya'ni: tananing o'zi massasidan va bu tananing ko'tarilgan balandligidan. Jismning harakat traektoriyasi potentsial energiyaga hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi.
Jismning qattiqligi va uning deformatsiya kvadratining yarmiga teng bo'lgan fizik miqdor elastik deformatsiyalangan tananing potentsial energiyasi deb ataladi:
Potensial energiya elastik deformatsiyalangan jismning deformatsiyasi nolga teng bo'lgan holatga o'tganda elastik kuch bajargan ishiga teng.
Shuningdek, mavjud:
Kinetik energiya
Biz foydalangan formulada
Ish har doim tabiatda boshqa jismdan (boshqa jismlardan) jism (yoki bir nechta kuchlar) uning harakat yo'nalishi bo'yicha yoki unga qarshi harakat qilganda bajariladi.
Ish kuch kuch modullari va kuch qo'llash nuqtasining siljishi va ular orasidagi burchak kosinusining mahsulotiga teng.
A= F · S cos , Qayerda AJ); F - kuch, ( H); S- siljish, ( m).
Energiya yaratilmaydi va yo'q qilinmaydi, faqat bir shakldan ikkinchisiga aylanadi: kinetikdan potentsialga va aksincha. Qiymatni hisobga olgan holda Ek va En, mexanikning saqlanish qonuni
energiyani quyidagicha yozish mumkin:
2-holatda tananing kinetik energiyasi bor (chunki u allaqachon tezlikni ishlab chiqqan), lekin potentsial energiya kamaydi, chunki h 2 h 1 dan kichik. Potensial energiyaning bir qismi kinetik energiyaga aylanadi.
3-holat - bu to'xtash oldidagi holat. Tana, go'yo, endigina erga tekkan edi, shu bilan birga tezlik maksimal edi. Tana maksimal kinetik energiyaga ega. Potensial energiya nolga teng (tana Yerda).
Agar havo qarshilik kuchini e'tiborsiz qoldirsak, umumiy mexanik energiyalar bir-biriga teng.
Mexanikada jismlarning bir-biri bilan harakati va o'zaro ta'siri o'rganiladi. Shuning uchun mexanik energiyaning ikki turini ajratish odatiy holdir: jismlarning harakatidan kelib chiqadigan energiya yoki kinetik energiya va jismlarning o'zaro ta'siridan kelib chiqadigan energiya yoki potentsial energiya.
Fizikada bor umumiy qoida energiya va ishni bog'lash. Tananing energiyasini topish uchun tanani noldan berilgan holatga, ya'ni uning energiyasi nolga teng bo'lgan holatga o'tkazish uchun zarur bo'lgan ishni topish kerak.
Potensial energiya
Fizikada potentsial energiya energiya deb ataladi, bu o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning yoki bir jismning qismlarining o'zaro pozitsiyasi bilan belgilanadi. Ya'ni, agar tana erdan yuqoriga ko'tarilgan bo'lsa, unda u yiqilish, ba'zi ishlarni bajarish qobiliyatiga ega.
Va bu ishning mumkin bo'lgan qiymati h balandlikdagi tananing potentsial energiyasiga teng bo'ladi. Potensial energiya uchun formula quyidagicha aniqlanadi:
A=Fs=Ft*h=mgh yoki Ep=mgh,
bu erda Ep - tananing potentsial energiyasi,
m tana vazni,
h - tananing erdan balandligi,
g erkin tushish tezlashishi.
Bundan tashqari, biz uchun qulay bo'lgan har qanday pozitsiya, tajribalar va o'lchovlar shartlariga qarab, nafaqat Yer yuzasi, balki tananing nol holati sifatida qabul qilinishi mumkin. Bu zaminning yuzasi, stol va boshqalar bo'lishi mumkin.
Kinetik energiya
Agar tana kuch ta'sirida harakat qilsa, u nafaqat qila oladi, balki ba'zi ishlarni ham bajaradi. Fizikada kinetik energiya - bu jismning harakati tufayli ega bo'lgan energiya. Tana harakatlanib, o'z energiyasini sarflaydi va ishlaydi. Kinetik energiya uchun formula quyidagicha hisoblanadi:
A \u003d Fs \u003d mas \u003d m * v / t * vt / 2 \u003d (mv ^ 2) / 2 yoki Ek \u003d (mv ^ 2) / 2,
Bu erda Ek - tananing kinetik energiyasi,
m tana vazni,
v - tananing tezligi.
Formuladan ko'rinib turibdiki, tananing massasi va tezligi qanchalik katta bo'lsa, uning kinetik energiyasi shunchalik yuqori bo'ladi.
Har bir tananing kinetik yoki potentsial energiyasi yoki ikkalasi bir vaqtning o'zida, masalan, uchuvchi samolyot kabi.
Fizikadagi energiya formulasi har doim tananing qanday ishni bajarishini yoki qila olishini ko'rsatadi. Shunga ko'ra, energiya birliklari joulning ishi bilan bir xil (1 J).
u orqali o'tadigan sobit o'q z atrofida aylanadigan mutlaqo qattiq jism (1-bandga qarang) (24-rasm). Keling, bu tanani aqliy ravishda elementar massalar bilan kichik hajmlarga ajratamiz T 1 , T 2 ,..., t n, masofada r 1 , r 2 ,..., rn o'qdan.
Qattiq jism qo'zg'almas o'q atrofida aylansa, uning alohida elementar hajmlari massalari bilan bo'ladi m i turli radiusli doiralarni tasvirlab bering r i, va har xil chiziqli tezliklarga ega v men. Ammo biz mutlaqo qattiq jismni ko'rib chiqayotganimiz sababli, bu hajmlarning aylanish burchak tezligi bir xil:
Aylanuvchi jismning kinetik energiyasini uning elementar hajmlarining kinetik energiyalari yig‘indisi sifatida topamiz:
(17.1) ifodadan foydalanib, biz olamiz
Qayerda Jz- jismning z o'qiga nisbatan inersiya momenti. Shunday qilib, aylanuvchi jismning kinetik energiyasi
(17.2)
Oldinga harakatlanuvchi jismning kinetik energiyasini (12.1) ifoda bilan (17.2) formulani taqqoslashdan. (T=mv 2 /2), Bundan kelib chiqadiki, inersiya momenti tana inertsiyasining o'lchovi aylanish harakati paytida. Formula (17.2) qo'zg'almas o'q atrofida aylanadigan jism uchun amal qiladi.
Jismning tekis harakatida, masalan, eğimli tekislik bo'ylab sirg'anmasdan ag'darilgan silindrda, harakat energiyasi tarjima harakati energiyasi va aylanish energiyasining yig'indisiga teng:
Qayerda m- dumaloq korpusning massasi; vc- tananing massa markazining tezligi; Jc- jismning massa markazidan o'tuvchi o'qqa nisbatan inersiya momenti; w jismning burchak tezligidir.
Giroskop(boshqa yunoncha gῦros "doira" va "qarayapman") - qoida tariqasida, inertial koordinatalar tizimiga nisbatan tananing orientatsiya burchaklarining o'zgarishiga javob berishga qodir qurilma. momentning saqlanishi (impuls momenti)
giroskopning harakati tenglama bilan tavsiflanadi:
bu yerda va vektorlari, mos ravishda, giroskopga ta'sir qiluvchi kuch momenti va uning momentum momenti, skalyar - uning inersiya momenti, vektorlar ham burchak tezligi, ham burchak tezlanishidir.
Bundan kelib chiqadiki, giroskopning aylanish o'qiga perpendikulyar, ya'ni ga perpendikulyar qo'llaniladigan kuch momenti ikkalasiga ham perpendikulyar harakatga, ya'ni presessiya hodisasiga olib keladi. Giroskop presessiyasining burchak tezligi uning burchak momenti va qo'llaniladigan kuch momenti bilan belgilanadi:
ya'ni giroskopning aylanish tezligiga teskari proportsionaldir.
Giro presessiya
Pretsessiya - tashqi kuch momenti ta'sirida jismning burchak impulsi fazoda o'z yo'nalishini o'zgartiradigan hodisa.
Pretsessiyani kuzatish oson. Yuqoridan boshlashingiz va u sekinlashguncha kutishingiz kerak. Dastlab, tepaning aylanish o'qi vertikaldir. Keyin uning yuqori nuqtasi asta-sekin pastga tushadi va divergent spiralda harakatlanadi. Bu tepaning o'qining presessiyasidir.
Energiyani tejash qonuni- tabiatning asosiy qonuni, empirik tarzda o'rnatilgan va izolyatsiya qilingan jismoniy tizim uchun skalyar bo'lishidan iborat. jismoniy miqdor, bu tizim parametrlarining funktsiyasi bo'lib, vaqt o'tishi bilan saqlanadigan energiya deb ataladi. Energiyaning saqlanish qonuni muayyan miqdor va hodisalarga taalluqli emas, balki hamma joyda va har doim amal qiladigan umumiy qonuniyatni aks ettirgani uchun uni qonun emas, balki energiyaning saqlanish tamoyili deyish mumkin.
Fundamental nuqtai nazardan, Noeter teoremasiga ko'ra, energiyaning saqlanish qonuni vaqtning bir xilligi, ya'ni fizika qonunlarining tizim ko'rib chiqilayotgan vaqtdan mustaqilligining natijasidir. Shu ma'noda energiyaning saqlanish qonuni universaldir, ya'ni juda boshqacha jismoniy tabiatga ega tizimlarga xosdir. Shu bilan birga, har bir alohida tizimda ushbu saqlanish qonunining bajarilishi ushbu tizimning o'ziga xos dinamika qonunlariga bo'ysunishi bilan oqlanadi, bu odatda turli tizimlar uchun farqlanadi.
Fizikaning turli sohalarida, tarixiy sabablarga ko'ra, energiyaning saqlanish qonuni mustaqil ravishda ishlab chiqilgan, shu bilan bog'liq holda har xil turlari energiya. Aytishlaricha, bir turdagi energiyaning boshqasiga o'tishi mumkin, ammo tizimning umumiy energiyasi, summasiga teng energiyaning alohida turlari saqlanib qoladi. Energiyani har xil turlarga bo'lish konventsiyasini hisobga olgan holda, bunday bo'linishni har doim ham aniq qilib bo'lmaydi.
Har bir energiya turi uchun saqlanish qonuni universaldan farqli o'ziga xos formulaga ega bo'lishi mumkin. Masalan, klassik mexanikada mexanik energiyaning saqlanish qonuni, termodinamikada termodinamikaning birinchi qonuni, elektrodinamikada esa Poynting teoremasi shakllantirilgan.
Matematik nuqtai nazardan, energiyani tejash qonuni berilgan fizik tizimning dinamikasini tavsiflovchi differensial tenglamalar tizimi vaqt siljishiga nisbatan tenglamalarning simmetriyasi bilan bog'liq bo'lgan harakatning birinchi integraliga ega degan fikrga ekvivalentdir.
Huquqning falsafiy ma'nosi. Energiyaning saqlanish qonunining kashf etilishi nafaqat fizika fanlari, balki 19-asr falsafasining rivojlanishiga ham taʼsir koʻrsatdi. Robert Mayerning nomi tabiiy-ilmiy energetika deb ataladigan narsaning paydo bo'lishi bilan bog'liq - mavjud va sodir bo'ladigan hamma narsani energiyaga, uning harakati va o'zaro o'zgarishiga kamaytiradigan dunyoqarash. Xususan, bu tasvirdagi materiya va ruh energiyaning namoyon bo'lish shakllaridir. Energetikaning ushbu yo'nalishining asosiy vakili nemis kimyogari Vilgelm Ostvald bo'lib, uning falsafasining eng yuqori imperativi "Hech qanday energiyani isrof qilmang, undan foydalaning!"
Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni tabiatning eng muhim qonunlaridan biridir.
Energiyaning saqlanish va o'zgarishi qonuni tabiatning asosiy qonunlaridan biri bo'lib, uni quyidagicha shakllantirish mumkin: tabiatda sodir bo'ladigan barcha jarayonlarda energiya yo'qolmaydi va yaratilmaydi, balki bir jismdan ikkinchisiga o'tadi va bir jismdan aylanadi. ekvivalent miqdorda boshqasiga yozing.
Energiyaning saqlanish va oʻzgarishi qonuni chuqur falsafiy maʼnoga ega. Harakat materiyaning ajralmas mulki, u yaratilmaydi va buzilmas, faqat bir shakldan ikkinchisiga aylanadi, degan dialektik materializmning asosiy tamoyillaridan birini ajoyib tarzda tasdiqlaydi.
Tabiatda va texnikada sodir bo'ladigan har qanday fizik jarayonlarda energiyaning saqlanish va o'zgarishi qonuniga qat'iy rioya qilinadi. Har qanday iste'molchida energiya o'zgaruvchan tok yo'qolmaydi, faqat bir shakldan ikkinchisiga teng miqdorda o'zgaradi. AC vosita energiyani aylantiradi elektromagnit tebranishlar mexanik energiyaga va cho'g'lanma lampalarda, elektr pechkalarning spirallarida va elektr pechlar Elektr energiyasi o'zgaruvchan tok qizdirilgan jismlarning ichki energiyasiga aylanadi.
5.Ichki energiya tizim ichidagi barcha turdagi harakatlar energiyasini va uning barcha zarralarining o'zaro ta'sir qilish energiyasini o'z ichiga oladi. Buni (2.2.11) formuladan ko'rish mumkin ideal gazning ichki energiyasi faqat uning haroratiga bog'liq, shuning uchun tizim holatining yagona qiymatli funktsiyasidir. Tizimning har qanday holatidagi qiymat tizim bu holatga qanday kelganiga bog'liq emas. Boshqacha qilib aytganda, tizimning holatdan holatiga o'tish paytida ichki energiyaning o'zgarishi o'tish jarayonining turiga bog'liq emas va bu holatlardagi qiymatlar farqiga teng. 
. Demak, har qanday jarayon natijasida sistema o zining dastlabki holatiga qaytsa, u holda uning ichki energiyasining o zgarishi nolga teng bo ladi: . Shuning uchun ichki energiyaning elementar o'zgarishi to'liq differentsialdir.
Har qanday energiya ikki shaklda uzatiladi: issiqlik va ish.
Agar energiya molekulyar darajada uzatilsa, ya'ni uning o'tkazilishida moddaning eng kichik zarralari ishtirok etsa, u holda bu shakldagi energiya almashinuvi bo'ladi. issiqlik.
Energiya miqdori jismlarning termal o'zaro ta'siri paytida uzatiladigan deyiladi issiqlik miqdori.
"Issiqlik miqdori" tushunchasi yoki (1 kkal = 4,19 kJ) bilan o'lchangan Q bilan belgilanadi. Bir moddaning massasiga to'g'ri keladigan issiqlik miqdori o'ziga xos issiqlik deb ataladi:
, [J/kg] (1,8)
Agar energiya uzatish jarayonida ishchi suyuqlikning harakati kuzatilsa, unda bu energiyani shaklda uzatishdir ish. To'liq ish L bilan belgilanadi va SI tizimida o'lchanadi.
Maxsus ish - bu moddaning massasiga bo'lingan umumiy ish:
Issiqlik va ishning belgisi bor:
agar issiqlik berilsa - ijobiy "+", olib tashlansa - salbiy "-".
Hajmining ortishi (dV> 0) bilan tashqi kuchlar ta'sirida tizim tomonidan bajariladigan ish ijobiy (kengayish ishi).
Ovozning pasayishi bilan tizimda tashqi kuchlar tomonidan bajariladigan ish (dV<0) является отрицательной (работа сжатия).
l>0 uchun ishni gazning o'zi bajaradi, l uchun<0 – окружающая среда.
6. Har bir jism aniq belgilangan tuzilishga ega, u tasodifiy harakatlanadigan va bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiluvchi zarralardan iborat, shuning uchun har qanday jism ichki energiyaga ega. Ichki energiya tananing o'z holatini, ya'ni tizim mikrozarralarining (molekulalar, atomlar, elektronlar, yadrolar va boshqalar) xaotik (issiqlik) harakatining energiyasi va bu zarralarning o'zaro ta'sir qilish energiyasini tavsiflovchi kattalikdir. Monatomik ideal gazning ichki energiyasi U=3/2 formula bilan aniqlanadi t/m RT.
Jismning ichki energiyasi faqat uning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'siri natijasida o'zgarishi mumkin. Ichki energiyani o'zgartirishning ikki yo'li mavjud: issiqlik uzatish va mexanik ish (masalan, ishqalanish yoki siqilish paytida isitish, kengayish vaqtida sovutish).
Issiqlik uzatish- bu ish qilmasdan ichki energiyaning o'zgarishi: energiya ko'proq qizdirilgan jismlardan kamroq isitiladigan jismlarga o'tkaziladi. Issiqlik uzatishning uch turi mavjud: issiqlik o'tkazuvchanligi(o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning tasodifiy harakatlanuvchi zarralari yoki bir xil jismning qismlari o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri energiya almashinuvi); konvektsiya(suyuqlik yoki gaz oqimlari orqali energiya uzatish) va radiatsiya(elektromagnit to'lqinlar orqali energiya uzatish). Issiqlik uzatishda uzatiladigan energiyaning o'lchovi issiqlik miqdori(Q).
Ushbu usullar miqdoriy jihatdan energiyani saqlash qonuniga birlashtiriladi, bu issiqlik jarayonlari uchun quyidagicha o'qiydi. Yopiq tizimning ichki energiyasining o'zgarishi tizimga o'tkaziladigan issiqlik miqdori va tashqi kuchlar tomonidan tizimda bajarilgan ishlarning yig'indisiga teng. D U= Q+A Qayerda D U - ichki energiyaning o'zgarishi, Q - tizimga o'tkaziladigan issiqlik miqdori, A - tashqi kuchlarning ishi. Agar tizimning o'zi ishlayotgan bo'lsa, u shartli ravishda belgilanadi A". Keyin termal jarayonlar uchun energiyaning saqlanish qonuni deyiladi termodinamikaning birinchi qonuni, quyidagicha yozilishi mumkin: Q = A" + D U, ya'ni. tizimga o'tkaziladigan issiqlik miqdori tizim tomonidan ish bajarish va uning ichki energiyasini o'zgartirish uchun ishlatiladi.
Izobarik isitish vaqtida gaz tashqi kuchlar ustida ishlaydi d" \u003d p (V 1 -V 2) \u003d pDV, Qayerda
V 1 , va V 2 - boshlang'ich va oxirgi gaz hajmi. Agar jarayon izobarik bo'lmasa, ish miqdori bog'liqlikni ifodalovchi chiziq orasiga qo'yilgan raqamning maydoni bilan aniqlanishi mumkin. p(V) va dastlabki va oxirgi gaz hajmi (13-rasm).
Termodinamikaning birinchi qonunining ideal gaz bilan sodir bo'ladigan izoproseslarga qo'llanilishini ko'rib chiqing.
Izotermik jarayonda harorat doimiy, shuning uchun ichki energiya o'zgarmaydi. Keyin termodinamikaning birinchi qonuni tenglamasi quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi: Q = A", ya'ni tizimga berilgan issiqlik miqdori izotermik kengayish vaqtida ishni bajarishga ketadi, shuning uchun harorat o'zgarmaydi.
IN izobarik Bu jarayonda gaz kengayadi va gazga berilgan issiqlik miqdori uning ichki energiyasini oshirishga va ish bajarishga ketadi: Q = D U+ A".
Da izoxorik jarayonda gaz o'z hajmini o'zgartirmaydi, shuning uchun u bilan ish bajarilmaydi, ya'ni. A = O va birinchi qonunning tenglamasi:
Q= D U, ya'ni uzatilgan issiqlik miqdori gazning ichki energiyasini oshirishga ketadi.
adiabatik muhit bilan issiqlik almashmaydigan jarayondir. Q= 0, shuning uchun kengayish paytida gaz ichki energiyasini kamaytirish orqali ishlaydi, shuning uchun gaz soviydi, a" = D U. Adiabatik jarayonni tasvirlovchi egri chiziq deyiladi adiabatik.
7. issiqlik sig'imi tanasi C tanani bir daraja isitish uchun unga berilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdoriga son jihatdan teng bo'lgan jismoniy miqdor deb ataladi. Agar tanaga issiqlik miqdorini aytsangiz dQ, tana harorati ko'tariladi dT daraja va uning issiqlik sig'imi quyidagi formula bilan aniqlanadi:
C = dQ/dT. (10.8)
Issiqlik sig'imining o'lchami [ C] = J / TO.
Bir mol moddaning issiqlik sig'imi molyar deb ataladi va belgi bilan belgilanadi Sm. Massa birligining issiqlik sig'imi o'ziga xos issiqlik deb ataladi va belgilanadi c ud yoki c, va buni ko'rish oson. Nima Cm = mc uradi Ixtiyoriy massaning issiqlik sig'imi m ga teng C=c ud m. Bundan kelib chiqadiki, ixtiyoriy massali jismning issiqlik sig'imini hisoblash uchun molning issiqlik sig'imini bilish kifoya.
Termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra dQ = dU + dA. Bundan kelib chiqadiki, issiqlik miqdori dQ harorat ko'tarilganda tanaga xabar qilinadi dT, nafaqat ichki energiya o'zgarishidan sarflanadi dU balki ishlash uchun ham dA, bu holda gaz qaysi gaz hosil qiladi. Diagrammada gazni kengaytirish jarayonidan beri p-V cheksiz ko'p usullar bilan amalga oshirilishi mumkin, keyin gazning issiqlik sig'imi bir xil miqdordagi qiymatlarga ega bo'lishi mumkin. Amaliy maqsadlar uchun, eng muhimi, doimiy bosimdagi issiqlik sig'imi C p va doimiy hajm BILAN v .
Hisoblash issiqlik sig'imi mol gaz doimiy hajmda C vm . Izoxorik jarayon uchun termodinamikaning birinchi qonuni dQ = dU m . (10.8) ifodani shunday yozamiz
C vm=dU m/dT. (10.9)
Formulani (10.2) hisobga olgan holda, biz olamiz
C vm= i R /2, (10.10)
Qayerda i- gaz molekulalarining erkin harakatlanish darajalari soni; R universal gaz doimiysi. (10.10) ifodadan kelib chiqadiki, issiqlik sig'imi C vm ixtiyoriy gazning moli doimiy qiymat bo'lib, faqat molekulyar harakat erkinlik darajalari soniga bog'liq. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, havo uchun ifoda (10.10) past va yuqori haroratlarda amal qilmaydi (10.4-rasm). Yuqori haroratlarda molekulalarda tebranish harakati qo'zg'atiladi va issiqlik harakati energiyasining bir qismi molekuladagi atomlarning tebranishlariga o'tadi. Harakat erkinligining tebranish darajalari soni 2. Past haroratlarda, aksincha, harakat erkinligining aylanish darajalarining "muzlashi" mavjud, bu kvant mexanikasi bilan izohlanadi. Shuning uchun issiqlik sig'imining haroratga bog'liqligi murakkab shaklga ega.
O'ylab ko'ring doimiy bosimdagi issiqlik sig'imi bir mol gaz uchun. Termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra
C pm= dQ/dT = dU m/dT + dA m/dT, (10.11)
Qayerda dA m= pdf m - bir mol gazning hajmi o'zgarganda ishi dV m ; p- gaz bosimi. Sharti bilan; inobatga olgan holda pV m=RT, olamiz dA m=RdT. Raqamli bo'lsa dT=1, Bu dA m= R. Demak, bundan kelib chiqadi universal gaz konstantasi bir daraja qizdirilganda bir mol gazning izobarik kengayish ishiga son jihatdan teng.. Formuladan (10.9) va ifodadan foydalanish dA m biz tenglikni (10.11) sifatida ifodalaymiz
C pm= C vm+ R, (10.12)
(10.12) ifoda deyiladi Mayer formulasi. Qiymat g= C p/C v har bir gaz uchun xarakterli qiymat bo'lib, ko'pincha hisob-kitoblarda qo'llaniladi. (10.10) va (10.12) tenglamalardan foydalanib, biz olamiz
g = (i + 2)/i. (10.13)
Demak, bir atomli molekulalar gazi uchun ( i = 3) olamiz g= 1,67; ikki hajmli gaz uchun ( i = 5) - g= 1,4; uch atomli gaz uchun (i=6) - g= 1,33 .
- Ideal gaz. Ideal gaz uchun holat tenglamasi.
Ideal chaqirdi. molekulalari moddiy nuqtalar bo'lgan gaz va ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari faqat molekulalarning bevosita o'zaro ta'siri (to'qnashuvi) bilan paydo bo'ladi. Gazning ma'lum bir massasi egallagan bosim p, harorat T va hajmi V holat parametrlari deyiladi. Parametrlarning har biri qolgan ikkitasining funktsiyasidir.
Berilgan gaz massasi uchun p, T va V ga tegishli tenglama holat tenglamasi deyiladi. p = f(T,V)
Gazning holati har qanday ikkita parametr bilan yagona aniqlanadi.
Gazlarning kinetik nazariyasining asosiy tenglamasi p = n0kT n0 = N ⁄ V konsentratsiya, biz uni quyidagicha ifodalaymiz: pV = NkT
Gaz molekulalarining o'lchanmagan soni N o'rniga biz o'lchanadigan miqdorni - gazning M massasini kiritamiz.
Moddaning gramm-molekulasi (mol) - uglerod molekulasi massasining mc ⁄ 12 qismlarida ifodalangan grammdagi massasi molekulyar massaga (m) teng bo'lgan moddaning shunday miqdori.
Har qanday moddaning molida bir xil miqdordagi molekulalar mavjud (ta'rifi bo'yicha) - Avogadro raqami NA = 6,02 1023. Berilgan massadagi moddaning mollari soni:
N/N A = M/mèN= M/m*N A - berilgan gaz massasidagi molekulalar soni.
Keyin asosiy kinetik tenglamani shaklda ifodalaymiz
Ikki konstanta NA va k ko‘paytmasiga universal gaz doimiysi deyiladi.
R = NAk = 8,31 [J/k*mol] à 8,31 103 [J/k*mol]
Ideal gazning holat tenglamasini Mendeleyev - Klayperon shaklida olamiz.
pV=M/µRT
- Molekulyar-kinetik nazariyaga asoslangan ideal gaz bosimi.
- Mutlaq haroratning molekulyar-kinetik talqini.
Molekulyar-kinetik nazariya nuqtai nazaridan qizdirilgan jismning molekulalari xaotik harakatda bo'ladi. Bundan tashqari, T harorati qanchalik baland bo'lsa, o'rtacha kinetik energiya shunchalik yuqori bo'ladi<ε k >molekulalarning tasodifiy harakati (T~<ε k >).
Molekulaning translatsiya harakatining o'rtacha kinetik energiyasi va mutlaq harorat o'rtasidagi bog'liqlik formula bilan berilgan.<ε k >=3/2kT bu yerda k Boltsman doimiysi, k=1,38*10 -23 (J/K). Shuning uchun mutlaq harorat molekulaning translatsiya harakatining o'rtacha kinetik energiyasining o'lchovidir.
Formula mutlaq nolning ma'nosini aniqlash imkonini beradi: T=0 agar< ε k >=0. Ya'ni, mutlaq nol - molekulalarning barcha xaotik harakati to'xtaydigan harorat.
- Molekulalarning erkinlik darajalari soni. Molekulalarning erkinlik darajalari bo'yicha energiyaning bir xil taqsimlanish qonuni.
Erkinlik darajalari soni mexanik tizim sistemaning fazodagi o'rnini to'liq aniqlaydigan mustaqil koordinatalar soni deb ataladi.
Monoatomik, diatomik va triatomik molekulalar ko'rsatilgan. Monatomik molekulani moddiy nuqta sifatida ko'rsatish mumkin. Nuqtaning fazodagi o'rnini aniqlash uchun uchta koordinata kerak, ya'ni translatsiya harakatining uch darajasi erkinligi (i = 3). Birinchi yaqinlashuvdagi ikki atomli gaz molekulasini ikkita qattiq bog'langan moddiy nuqtalar to'plami sifatida ko'rish mumkin. Bu molekula uch darajadagi translatsiya harakati erkinligidan tashqari, aylanish harakatining ikki darajasiga ega (i = 5). Ikkala atomdan o'tadigan o'q atrofida aylanish hisobga olinmaydi.
Qattiq bog'langan triatomik molekula 6 erkinlik darajasiga ega: 3 - translatsiya va 3 - aylanish harakati (i = 6).
Klassik fizikada ning postulati yagona taqsimlash erkinlik darajasidagi energiya. Har qanday harakat erkinligi darajasi uchun kT / 2 ga teng energiya mavjud. Shunday qilib, bitta molekulaning o'rtacha energiyasi<ε 1 >=i/2kT Klassik fizikada energiyaning erkinlik darajalari boʻyicha bir xil taqsimlanishi postulati qabul qilingan. Har qanday harakat erkinligi darajasi uchun kT / 2 ga teng energiya mavjud. Shunday qilib, bitta molekulaning o'rtacha energiyasi<ε 1 >=i/2kT
Boltsmanning energiyaning molekulalarning erkinlik darajalari bo'yicha bir xil taqsimlanishi to'g'risidagi qonuni: termodinamik muvozanat holatidagi statistik tizim uchun har bir translatsiya va aylanish erkinlik darajasi o'rtacha kinetik energiyaga ega kT / 2 va har bir tebranish darajasi. erkinlik - o'rtacha energiya, kT ga teng. Vibratsiya darajasi ikki baravar ko'p energiyaga ega, chunki u nafaqat kinetik energiyani, balki potentsial energiyani ham hisobga oladi va kinetik va potentsial energiyalarning o'rtacha qiymatlari bir xil. Shunday qilib, molekulaning o'rtacha energiyasi<ε>\u003d i / 2kT, bu erda i - molekulaning translatsiya soni, aylanish soni va ikki baravar tebranish erkinlik darajalarining yig'indisi: i \u003d i +i aylanish +2i tebranishlarini joylashtiraman.
Klassik nazariyada molekulalar atomlar orasidagi qattiq bog'langan holda ko'rib chiqiladi; ular uchun i molekulaning erkinlik darajalari soniga to'g'ri keladi.
Ideal gazda molekulalarning o'zaro potentsial energiyasi nolga teng bo'lganligi sababli, bir mol gazning ichki energiyasi molekulalarning NA kinetik energiyalari yig'indisiga teng: 
.Ixtiyoriy m gaz massasi uchun ichki energiya 
, bu yerda k - Boltsman doimiysi, n - moddaning miqdori.
Maksvell-Boltzman taqsimot funksiyasi molekulalarning umumiy energiyalar bo‘yicha taqsimlanishini tavsiflaydi
- Maksvellning ideal gaz molekulalarining tezliklar bo'yicha taqsimlanishi qonuni.
Ideal gaz molekulalarining tezliklar bo'yicha taqsimlanish qonuni (Maksvell qonuni) ma'lum gaz massasidagi N molekulalarining umumiy sonidan (Avogadro soni) ehtimoliy dN sonini aniqlaydi, ma'lum bir T haroratda tezliklari V dan V gacha bo'lgan tezlikka ega. V + dV: dN / N=F(V)dV F(V) - tezlik bo'yicha gaz molekulalarining ehtimollik taqsimoti funksiyasi formula bilan aniqlanadi; F(V)=4p(M/2pRT) 3/2 V 2 exp(MV 2 /2RT) bu yerda V molekulyar tezlik moduli, m/s; - mutlaq harorat, Kelvin darajalari, K;
M - molyar massa, kg/mol, son jihatdan molekulyar massaga teng;
R \u003d 8.3144 J / (mol K) - SI tizimidagi universal gaz doimiysi.
- Tashqi potentsial maydonda zarrachalarni taqsimlash uchun Boltsman qonuni.
- Termodinamikaning birinchi qonuni.
Termodinamikaning birinchi qonuni eksperimental faktlarni umumlashtirish bo'lib, mohiyatan issiqlik hodisalariga qo'llaniladigan energiyaning saqlanish qonunidir. Termodinamikaning birinchi qonuni bir nechta formulalarga ega. Formulalardan birida aytilishicha: tizimga o'tkaziladigan issiqlik miqdori ichki energiyani o'zgartirishga va tizim tomonidan tashqi jismlarda ishlashga ketadi, ya'ni Q \u003d ∆U + A Ushbu tenglamada ichki energiyaning o'zgarishi, issiqlik miqdori tana issiqlik olsa ijobiy (Q> 0), agar tanadan issiqlik chiqarsa manfiy (Q>0) bo'lishi mumkin.
IN differentsial shakl bu quyidagicha yoziladi dQ=dU+dA
bu erda dU va dA Termodinamikaning birinchi qonuni issiqlikni ishga aylantirish mumkinligini, ya'ni tartibsiz harakatdan tartibli ajratish mumkinligini ko'rsatadi. Issiqlik ishga aylanadigan qurilma issiqlik dvigateli deb ataladi.
- ideal gazlar issiqlik sig'imining klassik molekulyar-kinetik nazariyasi.
- Termodinamikaning birinchi qonuni va izoprotsesslar.
Termodinamik tizimlar bilan sodir bo'ladigan muvozanat jarayonlari orasida asosiy holat parametrlaridan biri doimiy bo'lib qoladigan izoproseslar ajralib turadi.
DC qonunlari
1800 yilgacha ancha yuqori potentsialli statik elektr energiyasiga erishish imkonini beradigan mashinalar qurilgan. Ushbu mashinalar yordamida kuchli razryadlarni olish mumkin edi, ammo ular amaliy ahamiyatga ega emas edi.
1800 yilda bir voqea sodir bo'ldi katta ahamiyatga ega. Alessandro Volta (1745-1827) elektr batareyasini ixtiro qildi va u bilan birinchi bo'lib barqaror zaryad oqimini oldi. Ushbu kashfiyot bizning tsivilizatsiyamizni butunlay o'zgartirgan yangi davrning boshlanishini ko'rsatdi - barcha zamonaviy elektrotexnika elektr tokidan foydalanishga asoslangan.
elektr toki urishi tartibli harakat deyiladi elektr zaryadlari. turli muhitlarda elektr toki turli zaryadlarning harakati tufayli, lekin musbat zaryadlarning harakat yo'nalishi elektr tokining yo'nalishi uchun shartli ravishda tanlanadi.
Supero'tkazuvchilardagi to'g'ridan-to'g'ri oqim maxsus qurilmalar - oqim manbalari tufayli yaratiladi. o'tkazgichlar- bular elektr zaryadiga ega bo'lgan, ularga qo'llaniladigan elektr kuchlari ta'sirida tezlashishi va harakatlanishi mumkin bo'lgan erkin zarralar mavjud bo'lgan jismlardir. Qarama-qarshi zaryadlangan ikkita jismni olaylik (44-rasm). Agar siz ularni o'tkazgich bilan ulasangiz, u orqali oqim o'tadi. Potensial tenglashtirish natijasida oqim to'xtaydi.
Zaryadlar harakati to'xtab qolmasligi uchun qandaydir tarzda B jismdan musbat zaryadlarni qaytadan A jismga o'tkazish kerak. Elektrostatik tabiatli kuchlarning bunday o'tkazilishini amalga oshirib bo'lmaydi. Shuning uchun oqimni ushlab turish uchun kulon bo'lmagan tabiatdagi kuchlar mavjud bo'lishi kerak. Elektr zaryadlarini ajratishga qodir bo'lgan elektrostatik bo'lmagan kuchlar deyiladi tashqi kuchlar.
Joriy manba- Bu elektr zaryadlarining ajralishi tashqi kuchlar ta'sirida sodir bo'ladigan qurilma.
Uchinchi tomon kuchlari har xil tabiatga ega bo'lishi mumkin (magnit, kimyoviy va boshqalar).
Miqdoriy jihatdan elektr toki oqim kuchi bilan tavsiflanadi. Oqim kuchi (I) At vaqt oralig'ida o'tkazgichning kesimi orqali uzatiladigan zaryad delta q ning ushbu vaqt oralig'iga nisbatiga teng. Joriy quvvat skalyar miqdordir. Muammolarni hal qilishda u ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Oqim kuchining belgisi o'tkazgich bo'ylab aylanma yo'nalishlarning qaysi biri ijobiy qabul qilinganiga bog'liq. Joriy quvvat I> O, agar oqim yo'nalishi shartli tanlangan musbat yo'nalishga to'g'ri keladigan bo'lsa.
Xalqaro birliklar tizimida oqim amper (A) bilan o'lchanadi. Ushbu birlik asoslanadi magnit shovqin oqimlari.
GOST 8.417-81 joriy birlikning quyidagi ta'rifini beradi:
"Amper o'zgarmas tokning kuchiga teng bo'lib, u vakuumda bir-biridan 1 m masofada joylashgan cheksiz uzunlikdagi va e'tiborsiz doiraviy tasavvurlar maydoniga ega ikkita parallel to'g'ri chiziqli o'tkazgichlardan o'tganda o'zaro ta'sirga olib keladi. kuch 2 10 -7 N" ga teng.
Nemis fizigi G. Om 1826 yilda elektr zanjirining kesimi bo‘lgan o‘tkazgich uchlari orasidagi potensiallar ayirmasi zanjirdagi tok kuchiga nisbati doimiy qiymat ekanligini aniqladi:
Ushbu qiymat R elektr qarshilik deb ataladi. birlik elektr qarshilik SIda ohm (1 ohm) hisoblanadi. 1 ohm elektr qarshiligining birligi shunday o'tkazgichning qarshiligi bo'lib, uning uchlari orasidagi 1 V potentsial farq bilan 1 A oqim oqadi.
Qarshilik R- 1 m uzunlikdagi va 1 m 2 kesimdagi o'tkazgichning qarshiligiga raqamli teng qiymat. Elektr qarshiligining birligi ohm metr (ohm m).
Metall va qotishmalar uchun xona haroratiga yaqin kichik harorat oralig'ida qarshilikning haroratga bog'liqligi formula bilan ifodalanadi:
Qayerda p 0- qarshilik t = 0 °S haroratda, A- qarshilikning harorat koeffitsienti.
Qarshilikning harorat koeffitsienti a - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismining qarshiligining nisbiy o'zgarishining qarshilikning bu o'zgarishiga sabab bo'lgan harorat o'zgarishiga nisbatiga teng qiymat.
(3.10) ifoda zanjir kesimi uchun Om qonunidir.
Oqim kuchi qo'llaniladigan kuchlanish U bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsional va R qarshiligiga teskari proportsionaldir:
Yaratish uchun to'g'ridan-to'g'ri oqim sxema oqim manbasini talab qiladi. An'anaviy ravishda joriy manba rasmda ko'rsatilgan. 45. Manba ichidagi elektr zaryadlarini ajratuvchi tashqi kuchlar qutblarda ularning to'planishini hosil qiladi. Agar siz manba qutblarini yuk bilan simlar bilan yopsangiz, u orqali oqim o'tadi. Zanjir tubining kesimi zanjirning tashqi qismi, reklama qismi ichki deb ataladi (46-rasm).
Harakat paytida tashqi kuchlar tomonidan bajarilgan ishlarning nisbati musbat zaryad butun yopiq kontaktlarning zanglashiga olib, ushbu zaryadning qiymatiga manbaning elektromotor kuchi (qisqartirilgan EMF) deyiladi:
EMF manbalarini o'z ichiga olmaydigan elektr zanjirining bir qismi bir hil deyiladi. EMF manbalarini o'z ichiga olgan elektr zanjirining bir qismi heterojen deb ataladi.
Zanjirning bir hil bo'limida elektr zaryadlarining harakati ularga ta'sir qilish bilan bog'liq. elektr quvvati. Zanjirdagi elektr zaryadlarining harakatini belgilovchi elektr maydoni statsionar deyiladi. Statsionar elektr maydoni tashqi kontaktlarning zanglashiga olib, oqim manbai qutblarining zaryadlari bilan hosil bo'ladi va elektr zanjirida zaryadlarning harakatiga sabab bo'ladi. dan farq qiladi elektrostatik maydon harakatsiz zaryadlar, chunki u o'tkazgichlar ichida mavjud.
Sxemaning bir xil bo'lmagan qismiga misol - rasmda ko'rsatilgan batareyani zaryadlash davri. 47.
Ushbu sxemada "+" va "-" oqim manbaining qutblari, oqim va batareyani tartibga soluvchi reostat (bo'ladi). Abc zanjirining bo'limi heterojendir, chunki u tashqi kuchlar manbai - batareyani o'z ichiga oladi. Keling, "stress" tushunchasiga aniqlik kiritaylik.
Kuchlanish ushbu sohada harakat qiluvchi barcha kuchlarning ishining uzatilgan zaryad qiymatiga nisbatiga teng jismoniy miqdor sifatida qabul qilinadi:
Bu erda A - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismiga ta'sir qiluvchi barcha kuchlarning ishi (elektrostatik va uchinchi tomon).
Agar saytda faqat elektrostatik kuchlar harakat qilsa, unda e= 0, kuchlanish va potentsial farq tushunchasi mos keladi.
Ohm qonuni (3.11) zanjirning bir jinsli bo'lmagan qismi uchun quyidagicha yozilishi mumkin:
Keling, tuzamiz elektr zanjiri sxema bo'yicha (48-rasm). AB pallasining tashqi qismi uchun:
ICA zanjirining ichki qismi bir xil emas, shuning uchun (3.12) ga muvofiq:
bu erda r - oqim manbaining ichki qarshiligi. Ikkala tenglikni (3.13) va (3.14) qo'shib, biz hosil bo'lamiz
Formula (3.15) to'liq zanjir uchun Ohm qonunini ifodalaydi: to'liq zanjirdagi oqim kuchi elektromotor kuch kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tashqi va ichki bo'limlari qarshiliklari yig'indisiga bo'lingan manba.
(3.15) formuladan kelib chiqadiki, agar R = 0 bo'lsa, u holda qutblar orasidagi kuchlanish nolga kamayadi va oqim kuchi maksimal qiymatga etadi (qisqa tutashuv).
Agar R ~ r bo'lsa, u holda manba qutblaridagi kuchlanishni o'lchash orqali biz manbaning EMF ning taxminiy qiymatini olamiz.
aprel
2016
Kinetik energiya - bu jismning harakat energiyasi. Shunga ko'ra, agar bizda hech bo'lmaganda bir oz massasi va hech bo'lmaganda tezligi bo'lgan biron bir ob'ekt bo'lsa, u ham kinetik energiyaga ega. Biroq, turli mos yozuvlar tizimlariga nisbatan, bir xil ob'ekt uchun bu kinetik energiya boshqacha bo'lishi mumkin.
Misol. Bir buvisi borki, u sayyoramizning erga nisbatan dam oladi, ya'ni u qimirlamaydi va aytaylik, avtobus bekatida o'z avtobusini kutib o'tiradi. Keyin sayyoramizga nisbatan uning kinetik energiyasi nolga teng. Ammo agar siz sayyoramizning harakatini kuzatishingiz mumkin bo'lgan Oydan yoki Quyoshdan o'sha buviga va shunga mos ravishda bizning sayyoramizda bo'lgan buviga qarasangiz, buvisi allaqachon kinetik energiyaga ega bo'ladi. qayd etilgan samoviy jismlar. Va keyin avtobus keladi. O'sha buvi tezda o'rnidan turib, uning o'rnini egallash uchun yuguradi. Endi, sayyoraga nisbatan, u endi dam olishda emas, balki o'ziga qarab harakat qilmoqda. Bu uning kinetik energiyaga ega ekanligini anglatadi. Va buvisi qanchalik semiz va tezroq bo'lsa, uning kinetik energiyasi shunchalik katta bo'ladi.
Bir nechta asosiy energiya turlari mavjud - asosiylari. Men sizga, masalan, mexanik haqida aytib beraman. Bularga jismning tezligi va massasiga bog'liq bo'lgan kinetik energiya, potentsial energiyaning nol darajasini qaerdan olishingizga bog'liq bo'lgan potentsial energiya va bu ob'ektning potentsial energiyaning nol darajasiga nisbatan joylashishi kiradi. Ya'ni, potentsial energiya - bu ob'ektning holatiga bog'liq bo'lgan energiya. Bu energiya ob'ekt harakatlanayotganda joylashgan maydon tomonidan bajariladigan ishni tavsiflaydi.
Misol. Qo‘llaringda ulkan quti ko‘tarib, yiqilib tushasan. Quti polda. Ma'lum bo'lishicha, siz pol darajasida mos ravishda potentsial energiyaning nol darajasiga ega bo'lasiz. Keyin qutining yuqori qismi ko'proq potentsial energiyaga ega bo'ladi, chunki u poldan yuqorida va potentsial energiyaning nol darajasidan yuqori.
Energiya haqida uning saqlanish qonuni haqida gapirmasdan gapirish ahmoqlikdir. Shunday qilib, energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra, jismning holatini tavsiflovchi bu ikki turdagi energiya hech qaerdan kelmaydi va hech qaerda yo'qolmaydi, faqat bir-biriga o'tadi.
Va bu erda bir misol. Men uyning balandligidan yiqilayapman, sakrashdan oldin erga nisbatan potentsial energiyaga egaman va mening kinetik energiyam ahamiyatsiz, shuning uchun biz uni nolga tenglashtira olamiz. Shunday qilib, men oyoqlarni kornişdan yirtib tashlayman va mening potentsial energiyam pasayishni boshlaydi, chunki men bo'lgan balandlik kichikroq va kichikroq bo'ladi. Shu bilan birga, yiqilish paytida men asta-sekin kinetik energiyaga ega bo'laman, chunki men ortib borayotgan tezlik bilan pastga tushaman. Yiqilish vaqtida menda allaqachon maksimal kinetik energiya bor, lekin potentsial energiya nolga teng, bunday narsalar.
