Виды сил в механике и потенциальная энергия тел для разных видов взаимодействия

№ п/п	Взаимодействие	Сила	Направление	Формула	Консервативность (∑ A = 0)	Потенциальная энергия взаимодействия
	Гравитация	а) Сила тяготения   (III закон Ньютона)   б) Сила тяжести	r = R1 + h + R2 R2≈ 0       r = R3 + h h ≈ 0	(Закон всемирного тяготения)	Да     Да	En = m·g·h
	Деформация	Сила упругости		FУ = - k· x   (закон Гука)	да	E n =
	Трение	Сила трения		FTP = µ . N N = m · g P = N (III закон Ньютона)   FTP = µ . N N = P (III закон Ньютона) N = P = m · g .cos α F = m · g .sinα	нет	–     –
	Движение по окружности	Сила центростремительная FЦ		FЦ = m . an FЦ =	нет	–

РАЗДЕЛ 4. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА

Свойства агрегатных состояний вещества

№ п/п	Свойства	Твёрдое тело	Жидкость	Газ	Плазма
	Плотность
	Расстояние между молекулами
	Силы взаимодействия между молекулами	≈ 0
	Сжимаемость
	Температура существования состояния
	Скорость движения молекул
	Сохранение формы	Сохраняет свою форму	Форма сосуда	Форма сосуда	Магнитная ловушка
	Сохранение объёма	Сохраняет свой объём	Сохраняет свой объём	Объём сосуда	Объём магнитной ловушки
	Идеальная модель	Абсолютно твёрдое тело деформация	Идеальная жидкость сжимаемость вязкость	Идеальный газ размеры и форма молекул, их взаимодействие, не упругость ударов	–

Расчёт основных параметров газа

	Давление		1 атм. = 105 Па
	Объём	а)	V = d . ℓ . h = S . h (м 3) S = ℓ . d (м 2)
		б)	V = a 3 (м 3)
		в)	(м 3) 1 л = 1 дм 3
	Температура Т = t + 273
	Плотность 1 – сталь 2 – пробка	m 1= m 2 ρ = V 1< V 2 ρ 1> ρ2

Информация о газовых процессах

№ п/п	Название	Условие (постоянный параметр)	Уравнение (связь параметров)	Работа	Изменение внутренней энергии	Количество теплоты	Первое начало термодинамики	Молярная теплоёмкость
	Изобарный	P = const	const	A = P·Δ V	ΔU = RΔT	Q = CMP.υΔT	Q =A + ΔU	CMP =
	Изохорный	V = const	const	А = 0 (Δ V =0)	ΔU = RΔT	Q = CMP.υΔT	Q = ΔU	CMP =
	Изотермический (медленный)	Т = const	P . V = const	А =	ΔU = 0(ΔT =0)	Q = CMP.υΔT	Q = A	CMT = ∞
	Адиабатный (быстрый)	S = const Q = 0	=const	A = − ΔU	ΔU= RΔT	Q = 0	A = ΔU = 0	CMQ = 0

Графики газовых процессов

Сравнение двух методов исследования

	– средняя сила взаимодействия молекулы со стенкой сосуда
dэф	– эффективный диаметр молекулы
	– средняя скорость движения молекул

Число степеней свободы тел и молекул с учётом поступательного и вращательного движения

	in	iвр	i
	вагон
	дверь
	колесо
	шар
	воздушный шар	z x y
	одноатомный газ
	двухатомный газ
	трёхатомный и многоатомный газ

Сравнение разных видов энергии идеального газа

Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы
Число степеней свободы одной молекулы идеального газа на поступательное движение	in = 3
Средняя кинетическая энергия одной молекулы идеального газа, приходящаяся на одну степень свободы
Средняя кинетическая энергия одной молекулы идеального газа на вращательное движение
Потенциальная энергия одной молекулы идеального газа
Полная энергия одной молекулы идеального газа
Энергия молекул одного моля идеального газа	Uм =
Внутренняя энергия идеального газа

Сравнение прямого и обратного кругового

Газового процесса

Название	Прямой цикл	Обратный цикл
График
Направление	По часовой стрелке	Против часовой стрелки
Работа газа графически (расширение)	Площадь фигуры V11 В 2 V2	Площадь фигуры V11 Н 2 V2
Работа внешних сил графически (сжатие)	Площадь фигуры V11 Н 2 V2	Площадь фигуры V11 В 2 V2
Сравнение работ газа и внешних сил	Аг > Авн.с.	Аг < Авн.с.
Работа цикла	Площадь фигуры 1 В 2 Н1 (> 0)	Площадь фигуры 1 Н 2 В 1 (< 0)
Название механизма	Тепловая машина	Холодильная машина
Схема устройства и направление процессов передачи количества теплоты
Газ	Смесь паров горючего с воздухом	Фреон
Роль механизма	Совершение работы за счёт получения от нагревателя тепла	Отвод тепла от холодильника за счёт работы внешних сил