Агрегатные состояния вещества
В зависимости от условий тела могут находиться в жидком, твердом или газообразном состоянии. Эти состояния называются агрегатными состояниями вещества.
В газах расстояние между молекулами много больше размеров молекул. Если газу не мешают стенки сосуда, его молекулы разлетаются.
В жидкостях и твердых телах молекулы расположены ближе друг к другу и поэтому не могут удаляться далеко друг от друга.
Рис. 1. Молекулы в газах, жидкостях и твердых телах
Переход из одного агрегатного состояния в другое называется фазовым переходом.
Переход вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением, а температуру, при которой это происходит, – температурой плавления. Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется кристаллизацией, а температуру перехода – температурой кристаллизации.
Количество теплоты, которое выделяется при кристаллизации тела либо поглощается телом при плавлении, отнесенное к единице массы тела, называется удельной теплотой плавления (кристаллизации) л:
Q = лm.
При кристаллизации выделяется такое же количество теплоты, какое поглощается при плавлении.
Существует особая категория тел – аморфные тела, – у которых не имеется определенной температуры плавления (кристаллизации).
Переход вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. Переход вещества из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией. Количество теплоты, необходимое для парообразования (выделяющееся при конденсации):
|
|
|
Q = Lm,
где L – удельная теплота парообразования (конденсации).
Парообразование, происходящее с поверхности жидкости, называется испарением. Испарение может происходить при любой температуре. Переход жидкости в пар, происходящий по всему объему тела, называется кипением, а температуру, при которой жидкость кипит, – температурой кипения.
Наконец, сублимация – это переход вещества из твердого состояния непосредственно в газообразное, минуя жидкую стадию.
Если прочие параметры внешней среды (в частности, давление) остаются постоянными, то температура тела в процессе плавления (кристаллизации) и кипения не изменяется.
Рис. 2. График плавления и отвердевания кристаллических тел. AB – нагревание льда. BC – плавление льда. CD – нагревание воды. DE – охлаждение воды. EF – отвердевание воды. FK – охлаждение льда.
Если количество молекул, покидающих жидкость, равно количеству молекул, возвращающихся в жидкость, то говорят, что наступило динамическое равновесие между жидкостью и ее паром. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.
|
|
|
Абсолютная влажность воздуха с показывает плотность водяного пара. Относительной влажностью воздуха ц называют отношение абсолютной влажности воздуха с к плотности с0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах:
Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.
Раздел 3. Электродинамика.
Электрический заряд
Рис. 1. Взаимодействие одноименных и разноименных зарядов
Электрические заряды бывают двух типов; один из них условно назван положительным, а второй – отрицательным. Опыт показывает, что тела, имеющие электрические заряды одного знака, отталкиваются, а разноименно заряженные тела – притягиваются. Сила взаимодействия между точечными, а также сферически симметричными заряженными телами определяется законом Кулона:
Здесь ε0 – электрическая постоянная, равная е0 = 8,854·10–12 Кл2/(Н·м2).
Одним из фундаментальных законов природы является закон сохранения электрического заряда. В изолированной системе сумма всех зарядов – постоянная величина:
q1 + q2 + q3 + … + qn = const.
Каждое заряженное тело создает вокруг себя в окружающем пространстве электрическое поле. Электрическое поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Основной характеристикой электрического поля является напряженность, равная электрической силе, действующей на единичный положительный заряд:
|
|
|
Для напряженностей полей от нескольких зарядов справедлив принцип суперпозиции:
Напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом q, равна 
Напряженность поля заряженной бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ: 
Важной характеристикой электрического поля является потенциал. Потенциал поля в данной точке определяется как работа, которую совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из этой точки в некоторую фиксированную (опорную) точку. Обычно потенциал определяют относительно бесконечно удаленной точки. В электротехнике часто бывает удобнее определять потенциал относительно Земли. Потенциал – скалярная величина. Возможность введения понятия потенциала обусловлена тем, что работа электрического поля не зависит от траектории перемещения заряда, а зависит только от положения начальной и конечной точек. Таким же свойством обладает гравитационное поле. Силовые поля, обладающие этим свойством, называются консервативными.
|
|
|
Потенциал поля, создаваемого точечным зарядом q, на расстоянии r от заряда равен 
При r → ∞ ц → 0.
Потенциал определен с точностью до постоянной. Физическое значение имеет разность потенциалов, называемая напряжением U. Напряжение электрического поля измеряется в вольтах (В).
Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии. Направление касательной к силовой линии в каждой точке пространства совпадает с направлением напряженности электрического поля в этой точке.
Рис. 2. Силовые линии электрических полей, созданных положительными и отрицательными зарядами. Синими линиями изображены эквипотенциальные поверхности электрического поля
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 416; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!