Взаимосвязь энергии и массы

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Галилея принцип относительности (мех. Принцип относительности) –законы динамики во всех ИСО одинаковы. Отсюда следует, что никакими механическими опытами, проводящимися в какой-либо инерциальной системе, нельзя определить, покоится ли данная система или движется равномерно и прямолинейно.

Математически Г. п. о. выражает неизменность уравнений механики относительно преобразований координат движущихся точек (и времени) при переходе от одной инерциальной системы к другой — преобразований Галилея.

При скоростях, сравнимых со скоростью света, пр. Галил. Заменяются преобр. Лоренца

Правило сложения скоростей в классич. Механике:

V=v’+u

Специальная теория относительности (СТО) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при произвольных скоростях движения, меньших скорости света в вакууме, в том числе близких к скорости света.

Постулат 1 (принцип относительности Эйнштейна). Любое физическое явление протекает одинаково во всех инерциальных системах отсчёта

Постулат 2 (принцип постоянства скорости света). Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО

Преобразова́ния Ло́ренца — линейные преобразования псевдоевклидова пространства, сохраняющее скалярное произведение векторов.

В теории относительности классические преобразования Галилея, описывающие переход от одной инерциальной системы отсчета к другой, заменяются преобразованиями Лоренца, удовлетворяющими постулатам Эйнштейна.

1) K -> K’

x’=(x-ut)/sqrt(1-u^2/c^2)

y’=y; z’=z

t’=((t-ux)/c^2)/sqrt(1-u^2/c^2)

2) K’-> K

X=(x’+ut’)/sqrt(1-…)

Y,z=…

T=((t’+ux’)/c^2)/sqrt(1-…)

При малых скоростях (по сравн. Со скоростью света с), преобразования Лоренца переходят в классич. Преобразования Галилея (принцип соответствия).

При u>c выражения теряют физ. Смысл, т.к. движение со скоростью, большей скорости движения света в вакууме, невозможно.

Из преобр. Лоренца следует вывод, что и расстояние, и промежуток времени между двумя событиями меняются при переходе от одной ИСО к другой.

Взаимосвязь энергии и массы

E = mc ^2

Полная энергия тела равна произведению массы тела на квадрат скорости света в вакууме.

Сила инерции - векторная величина, численно равная произведению массы m материальной точки на ее ускорение u и направленная противоположно ускорению. Возникает вследствие неинерциальности системы отсчета (вращения или прямолинейного движения с ускорением)

F = ma

Газовые законы определяют количественные зависимости между двумя параметрами газа при неизменном значении третьего.
Газовые законы справедливы для любых газов и газовых смесей.

Изотермический процесс ( T = const)

Изотермический процесс в идеальном газе подчиняется закону Бойля-Мариотта:

pV=const (при T=const)

Изобарный процесс ( p = const )

Изобарный процесс в идеальном газе подчиняется закону Гей-Люсака:

V/T=const ( при p=const)

Изохорный процесс ( V = const )

Изохорный процесс в идеальном газе подчиняется закону Шарля:

p/T=const (при V=const)

Первый закон термодинамики

Изменение ΔU внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами.

В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0. Следовательно,

Первый закон термодинамики для изобарного процесса дает:

Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением

Законы поведения огромного числа молекул, являясь статистическими закономерностями, изучаются с помощью статистического метода. Этот метод основан на том, что свойства макроскопической системы в конеч­ном счете определяются свойствами частиц системы, особенностями их движения и усредненными значениями динамических характеристик этих частиц (скорости, энер­гии и т. д.)

Термодинамика не рассматривает микропроцессы, кото­рые лежат в основе этих превращений. Этим термодинамический метод отличается от статистического. Термодинамика базируется на двух началах — фундаментальных за­конах, установленных в результате обобщения опытных данных.

Круговой процесс — процесс, при котором газ, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное.
Если круговой процесс на диаграмме P-V протекает по часовой стрелке, то это прямой цикл, и часть тепловой энергии, полученной от нагревателя, превращается в работу. Так работает тепловая машина.
Если круговой процесс на диаграмме P-V протекает против часовой стрелки, то это обратный цикл, и тепловая энергия передается от холодильника (тела с меньшей температурой) к нагревателю (телу с большей температурой) за счет работы внешней силы. Так работает холодильная машина.

Прямой цикл Карно имеет самый высокий термический КПД и состоит из конкретных процессов: двух изотерм и двух адиабат . Здесь 1 кг газа расширяется в цилиндре по изотерме 1–2 с подводом теплоты q₁, затем по адиабате 2–3, совершая значительную работу. Затем газ сжимается по изотерме 3–4 с отводом теплоты q₂ и адиабате 4–1, на что затрачивается работа .Из точки 1 цикл повторяется.

Теплоемкость - количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус

Для идеального газа справедливо соотношение Майера:

,

где — универсальная газовая постоянная, — молярная теплоёмкость при постоянном давлении, — молярная теплоёмкость при постоянном объёме.

Адиабатический процесс - это такое изменение состояний газа, при котором он не отдает и не поглощает извне теплоты. Следовательно, адиабатический процесс характеризуется отсутствием теплообмена газа с окружающей средой. Адиабатическими можно считать быстро протекающие процессы. Так как передачи теплоты при адиабатическом процессе не происходит, то