Содержание


Вопрос 1. 3

Вопрос 2. 5

Вопрос 3. 6

Вопрос 4. 8

Вопрос 5. 15

Вопрос 6. 15

Вопрос 7. 18

Вопрос 8. 25

Вопрос 9. 30

Вопрос 10. 31

Список литературы 33

Вопрос 1. Поясните понятия температуры и теплоты. Как связаны эти величины, в каких единицах измеряются? Какие приняты шкалы температур? Как определяют температуру смеси? Какова концентрация молекул в стратосфере на высоте 30 км, если давление на этой высоте 10 000 Па, а температура - 20 °С? Каков смысл абсолютного нуля температур?

Температура – характеристика степени нагретости тела. Теплота кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит. Мерой интенсивности движения молекул является температура. Количество теплоты, которым обладает тело при данной температуре, зависит от его массы; например, при одной и той же температуре в большой чашке с водой заключается больше теплоты, чем в маленькой, а в ведре с холодной водой его может быть больше, чем в чашке с горячей водой (хотя температура воды в ведре и ниже).

Количество тепловой энергии в веществе нельзя определить, наблюдая за движением каждой его молекулы по отдельности. Напротив, только изучая макроскопические свойства вещества, можно найти усредненные за некий период времени характеристики микроскопического движения многих молекул. Температура вещества – это средний показатель интенсивности движения молекул, энергия которого и есть тепловая энергия вещества.

Тепловое равновесие. Очевидно, что если два тела A и B плотно прижать друг к другу, то, потрогав их спустя достаточно долгое время, мы заметим, что температура их одинакова. В этом случае говорят, что тела A и B находятся в тепловом равновесии друг с другом. Однако тела, вообще говоря, не обязательно должны соприкасаться, чтобы между ними существовало тепловое равновесие, – достаточно, чтобы их температуры были одинаковыми. В этом можно убедиться с помощью третьего тела C, приведя его сначала в тепловое равновесие с телом A, а затем сравнив температуры тел C и B. Тело C здесь играет роль термометра. В строгой формулировке этот принцип называется нулевым началом термодинамики: если тела A и B находятся в тепловом равновесии с третьим телом C, то эти тела находятся также в тепловом равновесии друг с другом. Этот закон лежит в основе всех способов измерения температуры.

Измерение температуры производится с помощью температурных шкал и специальных приборов – градусников.

В термометре Реомюра один градус обозначал расширение спирта на 0,001 первоначального объема. За нуль он принял температуру тающего льда. При таком масштабе точка кипения воды соответствовала температуре 80 градусов.

Фаренгейт, желая избежать отрицательных значений температур, принял за нуль градусов наиболее низкую, искусственно достигнутую в то время температуру смеси снега, соли и нашатыря.

Термометр Цельсия первоначально имел такую шкалу: точка кипения воды была принята за нуль, а точка замерзания воды - за 100 градусов. Лишь в 1742 году была введена современная шкала этого термометра.

Шкала с одной опорной точкой называется термодинамической. Ею пользуются в специальных хорошо оборудованных лабораториях. Для практических целей и в обычных лабораториях удобнее пользоваться принятой в 1968 г. международной практической температурной шкалой - МПТШ 68. В ней ТK = 1000.

У истоков калориметрии стоял петербургский академик Г. В. Рихман (1711-1753). Он еще не владел понятием количества теплоты, но логически обосновал совершенно правильную формулу: ,

где a , b , c - массы, а m , n , o – соответствующие теплоты, “сумма всех жидких масс, по которой равномерно распределяется теплота отдельных масс относится к сумме всех произведений каждой массы на её теплоту так же, как единица к теплоте смеси”.

Теплота представляет собой одну из форм энергии, а поэтому должна измеряться в единицах энергии. В международной системе СИ единицей энергии является джоуль (Дж)[1, с48].

Какова концентрация молекул в стратосфере на высоте 30 км, если давление на этой высоте 10 000 Па, а температура - 20 °С?

P=nKT;

где P - давление, К - постоянная Больцмана(1,38*10­??); n – концентрация.

n=Р/КТ, 104/253*1, 38*10-23=3*10-24 молекул в м?.

Абсолютный нуль температуры - начало отсчета абсолютной температуры по термодинамической шкале (шкале Кельвина). Абсолютный нуль температуры расположен на 273,16 К ниже температуры тройной точки воды (на 273,15 С ниже нуля температуры по шкале Цельсия;

При абсолютном нуле температуры прекращаются хаотические движения атомов, молекул, электронов, определяющие температуру системы, но остаются их регулярные движения, подчиняющиеся квантовой механике, например нулевые колебания атомов в решетке, с которыми связана нулевая температура.

Вопрос 2. Поясните понятие «инерциальная система отсчета». Приведите примеры. Каковы основные законы движения в таких системах? Чем отличается принцип относительности Галилея от принципа относительности Эйнштейна? Как осуществляется преемственность идей и концепций?

Инерциальная система отсчета - система отсчета, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, на которую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной системы