Границы применимости классической механики



Коротко о границах применимости классической ньютоновской механики можно сказать так: классическая (нерелятивистская) механика адекватно описывает сравнительно медленные движения макроскопических тел.

1. При релятивистских скоростях она есть предельным случаем Специальной теории относительности.

Пример: при релятивистских скоростях, согласно СТО, время в системе релятивистского тела относительно неподвижной ИСО замедляется, согласно классической механике, нет.

2. При квантовых масштабах она есть предельным случаем квантовой механики. Пример: при движении электрона, согласно квантовой механике, его дислокация вероятностна, так как на квантовых масштабах нужно учитывать корпускулярно-волновой дуализм, согласно классической механике, электрон-таки упадет на ядро.

3. При массах порядка масс сверхмассивных звезд и больше она есть предельным случаем Общей теории относительности. Пример: гравитационное замедление времени, согласно СТО, наблюдается, согласно классической механике, нет. И т.д.

32.  Механические напряжения в жидкостях и газах. Статическое и динамическое состояния. Вязкие и невязкие жидкости и газы.

Напряжения.

Массовые силы R приложены ко всем жидким частицам, составляющим жидкий объем. К ним отн. силы тяжести и силы инерции. Кроме того, к массовым силам отн. силы взаимодействия частиц токопроводящей жидкости с э/м полями. Для характеристики массовых сил вводится величина «напряжение массовых сил», которая опр. как отношение вектора массовой силы ∆R к массе ∆m жидкой частицы, на которую она действует:

В соответствии со вторым законом Ньютона, массовая сила равна произведению массы на ее ускорение, вызванное этой силой. Поэтому напряжение массовой силы равно ускорению центра массы частицы, проходящей в данный момент времени через данную точку, и характеризует распределение массовых сил в пространстве, занятом жидкостью. Проекция напряжения массовой силы на оси координат x, y, z обозначим X, Y, Z тогда

Статика жидкостей и газов.

Внешнее давление на жидкость или газ передается во все стороны равномерно (закон Паскаля).

Столб жидкости или газа, находясь в однородном поле тяготения, создает давление, обусловлено весом этого столба. Если жидкость и газ считать несжимаемыми, то давление где

ρ – плотность жидкости или газа;

g – ускорение свободного падения;

h – высота столба.

Величина давления не зависит от формы столба, а определяется только его высотой. В сообщающихся сосудах высоты столбов жидкостей обратно пропорциональны плотностям жидкостей: Тело, погруженное в жидкость или газ, испытывает действие выталкивающей силы, равное весу вытесненной им жидкости или газа (закон Архимеда).

Динамика жидкостей и газов

При движении жидкости или газа со скоростями, значительно меньшими, чем скорость звука в этих средах, можно пренебречь их сжимаемостями. При движении жидкостей и газов возникают силы трения. Если эти силы невелики, ими пренебрегают и рассматриваемый газ или жидкость называют идеальной жидкостью. В противном случае говорят о вязкой жидкости.

Движение идеальной жидкости

Течение жидкости или газа называют стационарными, если скорость и давление остаются постоянными в каждой точке пространства, где протекают жидкость или газ.

В этом случае через любое поперечное сечение трубы в единицу времени проходят равные объемы жидкости:

 где

S1 и S2 – площади двух разных сечений трубы;

v1 и v2 – скорости жидкости в этих сечениях.

Вязкость: сила внутреннего трения. которое действует при перемещении элементарных слоёв газа или жидкости друг относительно друга, называется вязкостью.

     Верхние молекулы тянут за собой нижние, за счёт           молекулярного взаимодействия.

                                         dω – бесконечно малое приращение скорости

dn – бесконечно малое расстояние

m – коэффициент динамической вязкости

ω – площадь соприкосновения слоёв.

– коэффициент кинематической вязкости.

Чем t, тем ниже вязкость жидкостей за счёт уменьшения межмолекулярного взаимодействия.

Чем t, тем выше вязкость газов, т.к. большое количество молекул переходит из одного энергетического состояния в другое.

 

 

Уравнение для определения (m) для газов:

где m – масса молекулы газа

 

nm – число молекул газа

 

– средняя скорость движения молекул

 

e – длина свободного пробега (средняя) g=9,8 м/с2

 

Билет№39: Параметры состояния и уравнение состояния термодинамической системы.
Термодинамическая система — совокупностью макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами (внешней средой).
Основа термодинамического метода — определение состояния термодинамической системы. Состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами состояния) —совокупностью физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы.
Зависимость между параметрами состояния термодинамической системы выражается уравнением состояния, которое позволяет определять одни параметры состояния через другие.
Параметры состояния термодинамической системы обладают свойствами термодинамических потенциалов, - то есть их значения не зависят от того, каким образом система пришла в данное состояние, а определяются только самим термодинамическим состоянием.
Примерами параметров состояния являются: давление, объем, температура и количество вещества.

Билет№40: Уравнение состояния идеального газа.
Законы Гей-Люссака, Шарля, Бойля-Мариотта.
- уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона)
Это уравнение удовлетворяет лишь идеальный газ и предназначено для 1 моля газа.
- уравнение Менделеева-Клапейрона для массы m газа.
Законы Гей-Люссака:
 =
1) Объём данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой:

2) Давление данной массы газа при постоянном объёме изменяется линейно с температурой:

Закон Бойля-Мариотта:

Для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объём есть величина постоянная. (P1V1 = P2V2)
Закон Шарля:

Для данной массы газа отношение давления газа к его температуре постоянно, если объем газа не меняется

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1268; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!