Свойства паров, жидкостей и твердых тел

  • Давление насыщенного пара
    Давление насыщенного пара (p0) не зависит от объёма, а зависит от температуры (T) и концентрации молекул пара (n)
    ,
    где k – постоянная Больцмана
    СИ: Па
  • Относительная влажность воздуха
    Относительной влажностью воздуха (φ) называют отношение парциального давления (р) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению (р0) насыщенного пара при той же температуре, выраженной в процентах.
    %
    СИ: %
  • Абсолютная влажность воздуха
    Абсолютная влажность воздуха (ρ):
    1) давление, оказываемое водяным паром при данных условиях: ;
    2) это масса (m) водяного пара в единице объёма (V = 1 м3) воздуха: ;
    СИ: Па, кг/м3
  • Коэффициент поверхностного натяжения жидкости
    Коэффициент поверхностного натяжения (σ) жидкости равен отношению модуля силы поверхностного натяжения (F) к длине (l) границы поверхности натяжения, на которую действует эта сила.

    СИ: Н/м
  • Высота поднятия жидкости в капилляре
    Высота (h) поднятия жидкости в капиллярной трубке (капилляре) прямо пропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения (σ) и обратно пропорциональна плотности жидкости (ρ) и радиусу (r) капиллярной трубки.
  • Капиллярное давление
    Капиллярное давление (p) жидкости в капилляре пропорционально коэффициенту поверхностного натяжения (σ) и обратно пропорционально радиусу капиллярной трубки (r).

    СИ: Па
  • Абсолютная деформация (удлинение — сжатие)
    Абсолютная деформация (Δl) — разность линейных размеров (l0 и l) твердого тела до и после приложения к нему силы.

    СИ: мм
  • Относительная деформация (удлинение — сжатие)
    Относительная деформация (ε) — отношение абсолютной деформации (Δl) к начальной длине твердого тела (l0).
  • Механическое напряжение
    Механическое напряжение (σ) — это отношение модуля силы упругости (F) к площади поперечного сечения (S) тела.

    СИ: Па
  • Закон Гука для твердого тела
    При малых деформациях напряжение (σ) прямо пропорционально относительному удлинению (ε)

    СИ: Па
  • Модуль упругости (модуль Юнга)
    Модуль продольной упругости (Е) — постоянная для данного материала величина, численно равная механическому напряжению (σ), которое необходимо создать в теле, чтобы его относительное удлинение (ε) достигло единицы

    СИ: Па
  • Коэффициент запаса прочности
    Коэффициент запаса прочности (n) — это величина, показывающая во сколько раз напряжение (σпч), соответствующее пределу прочности, превышает напряжение (σдоп), допустимое для твердого тела в данных условиях нагружения.
    n=σпч/σдоп

Основы термодинамики

  • Внутренняя энергия одноатомного газа
    Внутренняя энергия (U) идеального одноатомного газа прямо пропорциональна количеству вещества (m/М) и его абсолютной температуре (T)

    СИ: Дж
  • Внутренняя энергия многоатомного газа
    Внутренняя энергия (U) идеального многоатомного газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре (Т) и определяется числом степеней свободы (i) идеального газа.
    ,
    где i=3 – одноатомного;
    i=5 – двухатомных;
    i=6 – трехатомных и более.
    СИ: Дж
  • Работа внешних сил над газом
    Работа (А) внешних сил, изменяющих объём газа при изобарном процессе, равна произведению давления (p) на изменение объёма (ΔV) газа.

    СИ: Дж
  • Первый закон термодинамики
    1) Изменение внутренней энергии (ΔU) системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил (А) и количества теплоты (Q), переданного системе: ;
    2) Количество теплоты (Q), переданное системе, идет на изменение её внутренней энергии (ΔU) и на совершение системой работы (А’) над внешними телами: .
    СИ: Дж
  • Применение первого закона термодинамики
    1) При изохорном процессе изменение внутренней энергии (ΔU) равно количеству переданной теплоты (Q): , (при V=const)
    2) При изотермическом процессе все переданное газу количество теплоты (Q) идет на совершение работы (А’): , (при T=const)
    3) При изобарном процессе передаваемое газу количество теплоты (Q) идет на изменение его внутренней энергии (ΔU) и на совершение работы (А’): , (при p=const)
    4) При адиабатном процессе изменение внутренней энергии (ΔU) происходит только за счет совершение работы (А): , (при Q=0)
    СИ: Дж
  • Работа теплового двигателя
    Работа (А’), совершаемая тепловым двигателем, равна разности количества теплоты (Q1), полученного от нагревателя, и количества теплоты (Q2), отданного холодильнику

    СИ: Дж
  • КПД теплового двигателя
    Коэффициентом (η) полезного действия (КПД) теплового двигателя называют отношение работы (А’), совершаемой двигателем, к количеству теплоты (Q1), полученному от нагревателя.
    ;

    СИ: Дж
  • КПД идеальной Тепловой машины
    Реальная тепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру (T1), и холодильником с температурой (Т2), не может иметь КПД, превышающий КПД (7 тах) идеальной тепловой машины.

Электростатика

  • Закон сохранения заряда
    В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов (q1, q2,…, qn,) всех частиц остается неизменной.

    СИ: Кл
  • Закон Кулона
    Сила взаимодействия (F) двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда (q1 и q2) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
    ,
    где k=9×109 (Н×м2)/Кл2 — коэффициент пропорциональности.
    СИ: Н
  • Заряд электрона
    Заряд электрона (е) — минимальный, механически неделимый, отрицательный заряд, существующий в природе.
    e=1,6×10-19
    СИ: Кл
  • Напряженность электрического поля
    Напряженность электрическою поля ( ) равна отношению силы ( ), с которой поле действует на точечный заряд, к этому заряду (q).

    СИ: Н/Кл; В/м
  • Напряженность поля точечного заряда (в вакууме)
    Модуль напряженности (Е) поля точечного заряда (q0) на расстоянии (r) от него равен: ,
    где k=9×109 (Н×м2)/Кл2 — коэффициент пропорциональности.
    СИ: Н/Кл
  • Принцип суперпозиции полей
    Если в данной точке пространства заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых ( ), то результирующая напряженность поля в этой точке равна геометрической (векторной) сумме напряженностей.

    СИ: Н/Кл
  • Диэлектрическая проницаемость
    Диэлектрическая проницаемость (ε) — это физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности (Е) электрического поля внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности (Е0) поля в вакууме.
  • Работа при перемещении заряда в однородном электростатическом поле
    Работа (А) при перемещении заряда (q) в однородном электростатическом поле напряженностью (Е) не зависит от формы траектории движения заряда, а определяется величиной перемещения (Δd=d2-d1) заряда вдоль силовых линий поля.

    СИ: Дж
  • Потенциальная энергия заряда
    Потенциальная энергия (Wp) заряда в однородном электростатическом поле равна произведению величины заряда (q) на напряженность (Е) поля и расстояние (d) от заряда до источника поля.

    СИ: Дж
  • Потенциал электростатического поля
    Потенциал (φ) данной точки электростатического поля численно равен:
    1) потенциальной энергии (Wp) единичного заряда (q) в данной точке: ;
    2) произведению напряженности (Е) поля на расстояние (d) от заряда до источника поля:
    СИ: В
  • Напряжение (разность потенциалов)
    Напряжение (U) или разность потенциалов (φ1-φ2) между двумя точками равна отношению работы поля (А) при перемещении заряда из начальной точки в конечную к этому заряду (q).

    СИ: В
  • Связь между напряженностью и напряжением
    Чем меньше меняется потенциал ( ) на расстоянии (Δd), тем меньше напряженность (Е) электростатического поля.

    СИ: В/м
  • Электроёмкость
    Электроёмкость (C) двух проводников — это отношение заряда (q) одного из проводников к разности потенциалов (U) между этим проводников и соседним.

    СИ: Ф
  • Электроёмкость конденсатора
    Электроёмкость плоского конденсатора (C) прямо пропорциональна площади пластин (S), диэлектрической проницаемости (ε) размещенного между ними диэлектрика, и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами (d).
    ,
    ε0=8,85×10-12 Кл2/(Н×м2) – электрическая постоянная
    СИ: Ф
  • Энергия заряженного конденсатора
    Энергия (W) заряженного конденсатора равна:
    1) половине произведения заряда (q) конденсатора на разность потенциалов (U) между его обкладками: ;
    2) отношению квадрата заряда (q) конденсатора к удвоенной его ёмкости (С): ;
    3) половине произведения ёмкости конденсатора (C) на квадрат разности потенциалов (U) между его обкладками: .
    СИ: Дж
  • Электроёмкость шара
    Электроёмкость шара радиусом R, помещенного в диэлектрическую среду с проницаемостью ε, равна:
    СИ: Ф
  • Параллельное соединение конденсаторов
    Общая ёмкость (Cобщ) конденсаторов, параллельно соединенных на участке электрической цепи, равна сумме ёмкостей (C1, C2, C3,…) отдельных конденсаторов.
    Cобщ=C1+C2+C3+…+ Cn
    СИ: Ф
  • Последовательное соединение конденсаторов
    Величина, обратная общей ёмкости (Cобщ) конденсаторов, последовательно соединенных на участке электрической цепи, равна сумме величин, обратных ёмкостям (C1, C2, C3,…) отдельных конденсаторов.
    1/Cобщ= 1/C1+1/C2+1/C3+…+ 1/Cn
    СИ: Ф

Законы постоянного тока