С И Л Л А Б У С

 

Физика пәні бойынша

 

5В060800– «Қоршаған ортаны қорғау және өмір тіршілігінің қауіпсіздігі» мамандығы үшін

 

 

Оқыту түрі: күндізгі

Курс: 1

Семестр: 1,2

Кредит саны: 3

Барлық дәрісханалық сағат саны: 90, соның ішінде:

Дәрістер: 30

Іс-тәжірибелік сабақтар: 15

Лабораториялық сабақтар:

ОСӨЖ: 45

СӨЖ: 45

Аралық бақылаулар: 2

Курстық жұмыс: жоқ

 

Емтихан: 2,3 семестр

 

Талдықорған 2014ж.

Оқытушылар туралы мәліметтер

Есенғабылов Ілияс Жансеркеұлы –физика және фзиканы оқыту әдістемесі кафедрасының доценті,

Сабақ уақыты – кесте бойынша

№2 корпус, 208 аудитория

 

Пәннің реквизиттері:«Физика» курсын оқып- үйрену орта мектептің физика пәнінен алған базалық білімге негізделеді және арнайы даярлықты талап етеді.

 

Пәннің постреквизиттері:Осы пән бойынша меңгерген білім қоры кванттық механика, электродинамика, классикалық механика, оптика, электромагнетизм, атомдық және ядролық физика пәндерін терең білу үшін керек.

Пәннің қысқаша сипаттамасы. Физика –материя қозғалысының жалпы және қарапайым формаларын, қасиеттерін зерттейтін ғылым. Табиғаттағы әрбір нәрсе материялық қозғалыста болады. Материя қозғалысының механикалық, молекулалық, электромагниттік, атомдық және ядролық формалары бар.

Физика – табиғаттың алуан–түрлі құбылыстары мен тәжірибелерге негізделген ғылым. Табиғат құбылыстары физикалық шамалар арқылы сипатталады. Физикалық шамалармен тәжірибе жасау негізінде физикалық заңдар ашылады. Физика қазіргі табиғат танудағы озат ғылымдардың бірі болып табылады. Ол ғылымның, техниканың, өндірістің әртүрлі салаларына зор ықпалын тигізіп отыр. Физика техниканың барлық салаларындағы революциялық түрленулердің басты себепшісі болып табылады. Мысалы, энергетика, байланыс, теледидар, өнеркәсіп тағы басқа да өндірістердің дамуы тікелей физикамен байланысты.

Курстың мақсаты – табиғаттың жалпы заңдарын іздеу және солардың негізінде нақтылы процестерді түсіндіру.

Студент:

- физиканың негізгі заңдарын және табиғат заңдарын;

- материяның нақты қасиеттерін;

- материяның қозғалыс формасын;

- физикалық шамаларды білу керек.

Студент:

– әртүрлі деңгейдегі есептерді шығару жолдарын;

– әртүрлі тақырыптарға арналған лабораториялық жұмыстармен жұмыс жасай білуді үйренуі керек.

 

Білімді бағалау оқыту мен бақылаудың барлық формаларын ескере отырып, төмендегі баллдарды жинақтау әдісі бойынша жүргізіледі:

¨ белсенділік 10 %

¨ практикалық жұмыстар бойынша

уақытында есеп өткізу – 30%

¨ СӨЖ орындау – 10%

¨ коллоквиум– 10%

¨ емтихан – 40%

Барлығы: – 100%

 

Ескерту: жиналған проценттерді анықтау үшін “ауыстырудың” келесі ережесін қолданыңыз: айталық, барлық практикалық жұмыс – 11, ал оның ішінде орындалғаны 5-у болсын. Сонда 11-ді - 100%, а 5-ті - Х% деп алып, Х = 45% аламыз, яғни барлық практикалық жұмыстың 45% орындалды. Енді, барлық практикалық жұмысқа 30% бөлінгендігін ескеріп, жиналған пайыздарды келесі қатынастан табамыз: 30-ды 100%, ал 45-ті Х% деп аламыз. Нәтижесінде Х=15,75% аламыз, бұл – мүмкін 30%-дың 16%-ы жиналды дегенді білдіреді.

Тапсырманы уақытында тапсырмаса немесе кейін тапсыруға қалса (себепсіз), онда төмендетуші 0,8 коэффиценті қолданылады. Соңғы баға барлық жиналған балдарды қосу арқылы қабылданады. Егер барлық қосылған балдар саны елу балдан төмен болса, онда студент берілген курс бағдарламасын меңгермеген болып есептеледі және оның жағдайын әкімшілік шешеді.

Бағалау шкаласы

Ба5алар	Балдар	Пайыз	Мәндері
А	4.0	95-100	Өте жақсы
А-	3.67	90-94
В+	3.33	85-89	Жақсы
В	3.0	80-84
В-	2.67	75-79
С+	2.33	70-74	Қанағаттанарлық
С		65-69
С-	1.67	60-64
Д+	1.33	55-59
Д	1.0	50-54
F		0-49	Қанағаттанарлықсыз

 

 

Пән бойынша тапсырмаларды орындау және өткізу кестесі

 

апталар

Балл саны

Жұмыс түрлері

Балл

Белсенділік

0,6

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Практика

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

СӨЖ (реферат, конспект)

*

*

Бақылау жұмысы (Коллоквиум)

*

*

Емтихан

Барлығы

Курс саясаты:

· сабақтарды жібермеу (әрбір жіберілген сабақты оқытушының келісімімен өткізу);

· лекцияларға кешікпеу;

· сабақ кезінде ұялы телефондарды өшіріп қою;

· оқу процесіне белсенді қатысу.

Академиялық тәртіптің және әдептанудың саясаты:

· төзімді болу, басқа біреулердің ойын сыйлай және тыңдай білу;

· рұқсат берілмеген материалдарды көшірмеу.

Қоршаған ортаны қорғау және өмір тіршілігінің қауіпсіздігі мамандығының

“ Физика ” курсы бойынша күнтізбелік-тақырыптық жоспары

 

Курс-1,2

Семестр–2,3

 

Р/с	Тақырыптар	Сағаттар саны және мерзімі
Лек	Апта	Прак	СОӨЖ	СӨЖ
1.	Механика. Кіріспе.		1.
2.	Кинематика. Материалдық нүктенің орын ауыстыруы. Қозғалыстар.		2.
3.	Динамика. Ньютонның заңдары.		3.
4.	Жұмыс,қуат және энергия.		4.
5.	Қатты дене механикасы. Ілгерлемелі және айнымалы қозғалыс.		5.
6.	Қатты дененің қозғалмайтын осьтен айналысы.		6.
7.	Сұйықтың қозғалысы.		7.
8.	Тұтқыр сұйықтың қозғалысы.		8.
9.	Тербелістер мен толқындар.		9.
10.	Идеал газдардың молекула-кинетикалық теориясы.		10.
11.	Идеал газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралуы. Максвелл заңы.		11.
12.	Термодинамиканың бірінші бастамасы.		12.
13.	Адиабаталық процесс. Термодинамиканың екінші бастамасы.		13.
14.	Нақты газдар және фазалық өзгерістер.		14.
15.	Нақты газдардың ішкі энергиясы.		15.
16.	Электростатика		16.
17.	Тұрақты электр тоғы.		17.
18.	Металдағы және ваккумдағы электр тоғы.		18.
19.	Магнит өрісі.		19.
20.	Электро магниттік индукция.		20.
21.	Заттардың магниттік қасиеттері.		21.
22.	Электромагниттік тербелістер мен толқындар.		22.
23.	Жарықтың интерференциясы.		23.
24.	Жарықтың дифракциясы.		24.
25.	Электромагниттік толқынның заттармен өзара әсері.		25.
26.	Сәулеленудің кванттық табиғаты.		26.
27.	Кванттық оптика негіздері.		27.
28.	Атом құрылысы туралы заңдылықтар.		28.
29.	Кванттық механиканың негіздері.		29.
30.	Көпэлектронды атомдар мен молекулалар.		30.
	Барлығы

 

Дәрістердің қысқаша мазмұны

Дәрістердің қысқаша мазмұны

№1-4 лекция

Тақырыбы: Кинематик. Материалдық нүктеннің орын ауыстыруы. Қозғалыстар.

Қысқаша мазмұны:

Бiрқалыпты түзу сызықты қозғалыстың теңдеуi:

S=u·t. (1)

Бiрқалыпты қозғалыстың жылдамдығы мынаған тең:

u= (м/cек). (2)

Егер қозғалыс айнымалы болса, онда оның орташа жылдамдығы былай анықталады:

u_op= (м/cек). (3)

Айнымалы қозғалыстың лездiк жылдамдығы:

u_лез= . (4)

Орташа үдеу:

(м/cек²). (5)

Лездiк үдеу:

. (6)

Бiрқалыпты айнымалы қозғалыстың теңдеуi:

S=u₀t . (7)

Мұндағы u₀-қозғалыстың бастапқы жылдамдығы, (+) таңбасы үдемелi қозғалыстың (a>0), (-) таңбасы баяу қозғалыстың (a<0) бағытын көрсетедi. Егер алғашқы жылдамдық u₀=0 болса, онда айнымалы қозғалыстың теңдеуi мынадай түрде болады:

. (8)

Осындай қозғалыстың кез келген уақыт мезетiндегi жылдамдығы мынаған тең:

u_t=u₀+ t. (9)

Егер u₀ = 0 болса, онда:

u_t = t. (9а)

Материалдық нүкте қоғзалысында оның траекториясы қисық болып келсе, онда қозғалыс қисық сызықты деп аталады. Осындай қозғалыстың лездiк үдеуi екi түрлi болады.

а) Жанамалық немесе тангенциалдық үдеу:

; (10)

б) Нормальдық немесе центрге бағытталған үдеу:

; (11)

мұндағы R - траекторияның қисықтық радиусы.

Қозғалыстың толық үдеуi мынадай:

. (12)

Бұрыштық жылдамдық:

. (13)

Бұрыштық үдеу:

. (14)

Бiрқалыпты айналмалы қозғалыстың теңдеуi:

. (15)

Бiрқалыпты айналмалы қозғалыстың бұрыштық жылдамдығы:

. (16)

Егер = 0 болса, онда бұрыштық жылдамдық:

. (17)

Бiрқалыпты айналмалы қозғалыстық теңдеуi:

. (18)

Айналу жиiлiгi немесе бiрлiк уакыттағы айналу саны:

, (19)

мұндағы n -уакыттағы айналу саны , Т- айналу периоды.

Бұрыштық және сызыктык жылдамдактардын өзара байланысы:

u = wR. (20)

Тангенциалдык ұдеу:

. (21).

Нормальдык үдеу:

.

 

 

№5-8 лекция

Тақырыбы: Динамика заңдары. Жұмыс және энергия.

Қысқаша мазмұны:

 

Динамика денелердiң әсерлесу кезiндегi қозғалысының өзгерiсiн қарастырады. Мұнда Ньютонның үш заңы негiзгi заңдар болып табылады. Сонымен қатар күш, масса және салмақ ұғымдары да қарастырылады. Ньютонның екiншi заңы жалпы түрде мынадай:

F=ma. (1)

Егер ескерсек, онда күштiң мәнi басқашa болады:

немесе , (2)

мұндағы P=mu - дененiң козғалыс мөлшерi.

Денеге әсер етушi күш F=const болса, онда:

DP=FDt, (3)

мұндағы FDt - күш импүльсi деп аталады.

Қисық сызық бойымен қозғалатын денеге әсер етуші күштің мәні екі құраушыға жіктеледі - нормальдық және тангенциалдық болып.

Жанамалық және тангенциальдық күш:

F_t=ma_t=m немесе F_t=meR, (4)

мұндағы R - траекторияның қисықтық радиусы, e - бұрыштық үдеу.

Нормальдық немесе центрге бағытталған күш:

F_n=ma_n= немесе F_n=m R. (5)

Ньютонның үшiншi заңы:

F₁₂=-F₂₁. (6)

Қозғалыс мөлшерiнiң немесе күш импульсiнiң сақталу заңы:

=const, m_iu_i=const. (7)

Бiр түзудiң бойымен қозғалыстағы екi дененiң өзара әсерлесу кезiндегi сақталу заңы мына формуламен анықалады:

m₁u₁+m₂u₂=m₁u₂+m₂u₂, (8)

мұндағы u₁, u₂ - денелердiң әсерлескенге дейiнгi жылдамдықтары,

u₁,u₂ - олардың әсерлескеннен кейiнгi жылдамдықтары.

Бүкiл әлемдiк тартылыс заңы:

F= (9)

Тартылыс өрiсiндегi жұмыс және қуат.

Материялық нүкте немесе дене өзiн қоршаған денелермен әсерлесе отырып бiр орыннан екiншi орынға қозғалады. Демек, денеге күштер әсер етедi, бұл жағдайда дене күштер өрiсiнде қозғалады деп айтылады. Күш тұрақты болса, онда жұмыс:

. (10)

Егер күш айнымалы болса:

. (11)

Кез-келген машина мен механизмдердiң iстеген жұмысының қуаты былайша анықталады:

N= (12)

Лездiк қуат:

N_лез= = = (13)

Материалдық обьектiнiң бiр күйден екiншi күйге көшкенде жұмыс iстеу қабiлетiн энергия деп атайды. Энергияның кинетикалық және потенциялдық түрлерi бар.

Кинетикалық энергия:

A=E_k= . (14)

Потенциялдық энергия:

A=E_p=mgh (15)

Механикалық энергияның сақталу заңы:

E_тол=E_k+E_p=const (16)

Кинетикалық энергияның өзгерiсi:

A= = - . (17)

Абсолют серпiмдi емес екi шар соқтығысқанда олардың жылдамдығы:

. (18)

Екi абсолют серпiмдi шарлар соқтығысса, олардың жылдамдықтары:

; (19)

. (20)

 

 

№9-12 лекция

Тақырыбы: Қатты денелер механикасы.

Қысқаша мазмұны:

 

1.Айналмалы қозғалыс динамикасының негiзгi теңдеуi:

Mdt=d(Jw), (1)

мұндағы M - dt уақыт мезгiлiнде денеге әсер етушi күш моментi,

J -дененiң инерция моментi, w-бұрыштық жылдамдық,

Jw-импульс моментi.

а) Егер де күштер моментi және инерция моментi тұрақты болса, онда:

MDt= JDw. (2)

б) Егер де инерция моментi тұрақты болса:

M= Je ; (3)

мұндағы -бұрыштық үдеу.

2.Материалдық нүктенiң импульс моментi:

L=mur немесе L=J ; (4)

m - нүктенiң массасы, u -сызықтық жылдамдық, r -нүктенiң айналыс өсiнен ара қашықтығы.

3.Айналыс өсiне қатысты күш моментi:

немесе ; (5)

мұндағы F -әсер етушi күш, -күш түсiрiлген нүкте мен айналыс өсiнiң ара қашықтығы, -өсер етушi күш бағыты мен радиус вектор арасындағы бұрыш.

4.Инерция моментi,нүкте үшiн:

J=mr²; (6)

қатты дене үшiн:

J= ; (7)

интегралды түрде:

J= .

5.Штейнер теоремасы:

J=J₀+m ²; (8)

мұндағы I -кез келген өске қатысты инерция моментi, I₀-айналу өсi дененiң центрiнен өтетiн инерция моментi, a- екi өстiң ара қашықтығы, m -дененiң массасы.

6.Импульстiң сақталу заңы:

. (9)

Импульс моментiнiң сақталу заңы:

J . (10)

7.Айналыстағы денеге әсер етушi күш моментiнiң жұмысы:

; (11)

-дененiң айналу бұрышы.

8.Айналыстағы дененiң лездiк қуаты:

N=Mw . (12)

9.Айналыстағы дененiң кинетикалық энергиясы:

E_k= . (13)

10.Күрделi қозғалыс жасайтын қатты дененiң толық кинетикалық энергиясы:

E_тол= , (14)

мұндағы -дененiң iлгерiлемелi қозғалысының кинетикалық энергиясы да, -айналмалы қозғалысының кинетикалық энергиясы.

11.Дененiң айналысы кезiндегi жұмысы мен кинетикалық энергиясының өзгерiсi былайша байланысты:

. (15)

№13-16 лекция

Тақырыбы:Сұйықтардың қозғалысы.Тұтқыр сұйықтар

Қысқаша мазмұны:

 

Бiрлiк уақытта түтiктiң көлденең қимасы арқылы ағатын сұйықтың көлемi V=uS, ал массасы m=r^.u^.S.

Үзiлiссiздiк ағыстың теңдеуi:

u₁S₁=u₂S₂=...=u_nS_n,

мұндағы S₁ және S₂ - түтiктiң әр түрлi қималарының ауданы да, u₁ және u_2­- осыған сәйкес ағыстың жылдамдықтары.

Жалпы түрдегi Бернулли теңдеуi:

,

мұндағы Р₁ және Р₂ - әр түрлi қималарындағы сұйықтың статистикалық қысымдары, u₁ және u₂ - сол қималарындағы сұйық ағысының жылдамдықтары, g - еркiн түсу үдеуi, h₁ және h₂ қималардың белгiлi бiр деңгейлердегi биiктiктерi, және - әр түрлi қимилардағы сұйықтың динамикалық қысымдары да, жене - гидростатикалық қысымдар.

Егерде әр түрлi қималар бiрдей биiктiкте болса, онда:

h₁=h₂ және .

Бетi ашық кең ыдыстың өте тар тесiгiнiң ағып жатқан судың жылдамдығы:

;

мұндағы h - тар тесiктiң су деңгейiнен қандай тереңдiкте жатқандығын көрсетедi.

Тұтқыр сұйықтағы шарикке әсер ететiн кедергi күш мынаған тең (Стокс формуласы):

;

мұндағы - сұйықтың iшкi үйкелiс коэффициентi, r - шариктiң радиусы, u- оның жылдамдығы.

Ұзын түтiктен бiр t - уақытта ағып жатқан сұйық көлемi (Пуазель формуласы):

V= ,

мұндағы r - түтiктiң радиусы, l - түтiктiң ұзындығы, Р - түтiктiң ұштарындағы қысымның айырмасы.

Ұзын түтiк iшiндегi сұйық ағысына қатысты Райнольдс саны:

R_e= ,

мұндағы - сұйықтың тығыздығы, u- сұйықтың ағысының орташа жылдамдығы, d - түтiктiң диаметрi.

 

№17-20 лекция

Тақырыбы: Механиқалық тербелiстер мен толқындар.

Қысқаша мазмұны:

 

Гармониялық тербелiстiң теңдеуi:

x=A×sin(wt+ ),

мұндағы х-тербелiстегi нүктенiң тепе-теңдiгi қалыптан ауытқу шамасы, -тербелiстiң алғашқы фазасы да, (wt+ ) берiлген t уақытқа сәйкес тербелiс фазасы.

Дөңгелектiк фаза:

w=2pn немесе ;

мұндағы: n-тербелiстiң жиiлiгi де, Т-тербелiс периоды.

Тербелiстегi нүктенiң жылдамдығы:

.

Гармоникалық тербелiстiң үдеуi:

Тербелiстегi нүктенiң қайтарушы күшi:

F=-kx,

мұндағы k=mw².

Тербелiстегi нүктенiң толық энергиясы:

E_moл= mA²w².

Пружинаға iлiнген дененiң периоды:

,

мұндағы m-дененiң массасы, k-пружинаның қатаңдығы.

Математикалық маятниктiң периоды:

Т=2 ,

мұндағы l-дененiң ұзындығы.

Физикалық маятниктiң периоды:

Т=2 =2 ,

мұндағы: J-тербелiстегi дененiң инерция моментi, -маятниктiң ауырлық центрiнен тербелiс осiне дейiнгi қашықтық, l=J/ma-физикалық маятниктiң келтiрiлген ұзындығы.

Өшетiн тербелiстiң теңдеуi:

x=A₀e^{- t}sin(wt+ ),

мұндағы е-натурал логарифмнiң негiзi, А₀-тербелiстiң бастапқы амплитудасы, - өшу коэффициентi.

Өшетiн тербелiстiң логарифмдiк декрементi:

.

Ерiксiз тербелiстiң теңдеуi:

,

мұндағы F=-kx - қайтару күш, F=-b(dx/dt) - ортаның кедергi күшi, F=F₀sinwt - мәжбүр етушi күш.

Толқынның таралу жылдамдығы:

.

Қума толқынның теңдеуi:

x=Asin2 .

Тұрғын толқынның теңдеуi:

x=2A sin =2A sinwt.

Бағыттас және бiрдей жиiлiктi гармониялық тербелiстердi қосу:

А) қорықты тербелiстiң амплитудасы:

А= ;

Б) қорықты тербелiстiң фазасы:

.

Өзара перпендикуляр бағытта тербелiске қатысатын нүктенiң траекториясы:

x₁=A₁coswt; y=A₂cos(wt+ ),

a) , егер фазалар айырымасы =0 болса.

б) , егер фазалар айырымасы = болса.

в) , егер фазалар айырымасы = болса.

Тербелiстiң фазалар айырымының тербелiс бағытында алынған ортаның нүктелерiнiң аралық x ара қашықтығымен байланысы:

,

мұндағы -толқын ұзындығы.

 

Ван-дер-Ваальс теңдеуi:

мұндағы a және b - Ван-дер-Ваальстiң түзетулерi, V-газдың алып тұрған көлемi, m-газдың массасы, -газдың молярлық массасы.

Ван-дер-Ваальстiң а және b түзетулерiмен байланысты P_К, V_К, T_К-шектiң шамалары мынандай :

1) газдың шектiк көлемi

V =3b,

2) шектiк қысым

3) шектiк температура

T =

Нақты газдың iшкi энергиясы:

U=C_VT-

мұндағы C_V-газдың тұрақты көлемдегi жылу cыйымдылығы.

Беттiк керiлу коэффициентi:

немесе

мұндағы: F-cұйық бетiн тұйықтап тұрған контурға әсер етушi беттiк күшi; E-сұйық бетiнiң қабықшасының S ауданының өзгеруiне тәуелдi болып келген осы қабықшаның еркiн энергиясының өзгерiсi.

Cұйықтың сфералық бетiнiң түсiретiн қысымын көрсететiн Лаплас формуласы:

P= ;

мұндағы R-сфералық беттiң радиусы.

Капилляр түтiкшемен сұйықтың көтерiлу биiктiгi :

мұндағы: -шеттiк бұрыш; сұйық түтiкшенiң қабырғасына толық жағылған кезде =0; толық жағылмаған кезде =p; R-түтiк каналының радиусы; -сұйықтың тығыздығы, g-еркiн түсу үдеуi.

Екi өзара жақын және параллель орналасқан екi жазықтық арасындағы сұйықтың көтерiлу биiктiгi:

мұндағы d-жазықтықтардың ара қашықтығы.

 

№21-24 лекция

Тақырыбы: Идеал газдардың молекула – кинетикалық теориясы. Идеал газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралуы. Максвелл заңы.

Қысқаша мазмұны:

Дененiң, жүйенiң заттық мәндер:

n= ; (1)

мұндағы N - құрамдық элементтер, молекулалар, атомдар, иондар және т.б. саны; N_A -Авогадро тұрақтысы (N_A=6.02*10²³моль^-1).

Заттың молярлық массасы:

(2)

мұндағы m-бiртектi дененiң, жүйенiң массасы, - дененiң затты мөлшерi.

Заттың салыстырмалы молекулалық массасы

, (3)

мұндағы n_i - берiлген заттың молекуласы құрамына кiретiн i - шi химиялық элементтер атомдарының саны, A_ri - осы элементтiң салыстырмалы атомдық массасы (мәнi Д.И.Менделеев таблицасынан алынады).

- молярлық массаның заттың салыстырмалы молекулалық массасы мен байланысы:

=M_r*r, (4)

мұндағы r=10^-3кг/моль.

Газ қоспасының заттық мөлшерi:

,

немесе (5)

мұндағы n_i, N_I, m_i, m_i - қоспасының i-шi құраушысының сәйкес зат мөлшерi, молекулалар саны, массасы, молярлық массасы.

Менделеев-Клайперон теңдеу, идеал газ күйiнiң теңдеуi:

, (6)

мұндағы m - газ массасы, - газдың молярлық массасы, R - мольдiк газ түрақтысы, -зат мөлшерi, Т - термодинамикалық температура.

Менделеев-Клайперон теңдеуiнiң изопроцестерге арналған және тәжiрбеден тағайындалған газ заңдары:

А. Бойль-Мариотт заңы, изотермиялық процесс:

Т=const, m=const, PV=const (7)

немесе газдың екi күйi үшiн

P₁V₁=P₂V₂;(7^’)

Б. Гей-Люсак заңы, изобаралық процесс:

p=const, m=const, =const (8)

немесе V_t=V₀(1+ t⁰) немесе екi газдың кұйi үшiн:

( 8^’)

B. Шарль заңы. Изохоралық процесс:

V=const, m=const, P/T=const (9)

немесе P_t=P₀(1+ t⁰)

немесе газдың екi күйi үшiн:

(9^’)

Г. Бiрiктiрiлген газ заңы:

(m=const), немесе (10)

Газ қоспасының қысымын анықтайтын Дальтон заңы:

P=P₁+P₂+...+P_n, (11)

мұндағы Р_i - қоспа құрамдарының қысымы, n - қоспа құрамдарының саны.

Газ қоспасының молярлық массасы:

m= , (12)

мұндағы m_i - қоспасының i-шi құрамдық бөлiгiнiң массасы;

-қоспаның i-шi құрамының заттық мөлшерi, 1 қоспаға кiрушi құрам саны.

Газ қоспасының i-шi құрамының массалық үлесi, үлестiк бiрлiкте немесе процентiк:

, (13)

мұндағы m - қоспа массасы.

Молекулалар концентрациясы:

(14)

мұндағы N - берiлген жүйедегi молекулалар саны, - заттың тығыздығы, V - жүйе көлемi. Формула заттың кез-келген агрегаттық күйi үшiн орындалады.

Газдың кинетикалық теориясының негiзгi теңдеуi:

P= , (15)

мұндағы <E_k> -молекуланың iлгермелi қозғалысындағы орташа кинетикалық энергиясы.

< E_k >= , (16)

мұндағы k- Больцман тұрақтысы (k= ).

Молекуланың орташа кинетикалық энергиясы:

< E_k >= , (17)

мұндағы i - молекуланың еркiндiк дәрежелiк саны.

Газ қысымының молекулалары концентрациясы мен температурасына тәуелдiлiгi:

P=nkT, (18)

Бiр еркiндiк дәрежеге келетiн орташа кинетикалық энергия:

. (19)

Барометрлiк формула:

P=P₀e , (20)

мұндағы P - газ қысымының h биiктіктегi мәнi, Р₀ - h₀ деңгейдегi мәнi, Т - абсолютiк температура.

Күштер өрсiндегi Больцманның таралу заңы:

n=n₀e (21)

Мұндағы n - E_p потенциялық энергияға сәйкес молекулалар саны да, n₀ - (E_p)=0 болғанда молекулалар саны.

Молекуланың орташа квадраттық <u_кв>, орташа арифметикалық <u_ар> және ең ықтималды <u_ық> жылдамдықтары:

<u_кв>= , (22)

<u_ар>= , (23)

<u_ық>= , (24).

мұндағы m₀ - бiр молекуланың массасы.

Молекуланың салыстырмалы жылдамдығы:

u= , (25)

мұндағы u - берiлген молекуланың жылдамдығы.

Молекулалардың жылдамдықтары бойнша таралу заңы (Максвелл заңы):

, (Δu<<u), (26)

мұндағы N-жалпы молекулалар саны, ΔN – салыстырмалы жылдамдықтары u және u+Δu интервалындағы молекулалар саны, Δu - салыстырмалы жылдамдықтар интервалы.

Бiрлiк уақыттағы бiр молекуланың орташа соқтығысу заңы:

z= , (27)

мұндағы d - эффективтi диаметр, n - бiрлiк көлемдегi молекулалар саны, u - молекуланың орташа арифметикалық жылдамдығы.

Газ молекуласының орташа жүру жолының ұзындығы:

(28)

Газдың жылу сиымдылығы:

. (29)

Молярлық жылу сиымдылығы С жеке меншiктi жылу сыйыидылық с мен мына қатынас арқылы байланысқан:

С=mс. (30)

Газдың жылу сыйымдылығы процестiң түрiне байланысты әр түрлi болады.

А. Тұрақты көлемдегi меншiктi жылу сиымдылығы;

C_V ; (31)

B. Тұрақты қысымдағы меншiктi жылу сыйымдылық:

. (32)

Осы жылу сыйымдылықтардың қатынасы:

. (33)

Майер теңдеуi:

. (34)

Идеал газдың iшкi энергиясы:

. (35)

Тасымалдау құбылысы:

А. Диффузия кезiнде газ массасы тасымалданады:

, (36)

мұндағы D- диффузияның коэффициенті ( ), - x осі бойынша бағытталған молекулалар концентрациясының градиенті, ∆S - бiрлiк аудан, бiрлiк зауыт.

Б. Газдың iшкi қабаттарының арасындағы пайда болатын үйкелiс күшi:

F= , (37)

мұндағы - iшкi үйкелiс коэффициентi ( , r - газдың тығыздығы, -жылдамдық градиентi, S- Газдар қабаттарының ауданы.

В. Жылу берiлуi кезiндегi тасымалданатын жылу мөлшерi:

Q=- , (38)

мұндағы c - жылу өткiзгiштiк коэффициент (c=C_vrul), - температуралық градиент.

№25-28 лекция

Тақырыбы: Термодинамика зандары. Адиабаталық процесс. Термодинамиканың екінші бастамасы.

Қысқаша мазмұны:

Термодинамиканың бiрiншi бастамасы:

;

мұндағы Q - газға берiлген жылу, DU - iшкi энергия өзгерiлiсi, А - газдың сыртқы күштерге қарсы атқарған жұмыс.

а) Изохоралық процесс үшiн DV = 0 болғандықтан:

А=0, Q=DU,

мұндағы .

б) Изобаралық процесс үшiн:

А=РD ;

немесе .

в) Изотермалық процесс үшiн DТ=0; DU=0 болғандықтан:

.

Олай болса:

.

Адиабаталық процесс үшiн Q=0 болғанда:

немесе адиабаталық процесс кезiнде:

;

мұндағы адиабата көрсеткiшi. Идеал газ параметiрлерiн адиабаталық процесстер бiрiктiретiн Пуассон теңдеулерi:

; .

Цикл үшiн термиялық п.ә.к.:

,

мұндағы Q₁ - жұмыс денесiнiң жылу бергiштен қабылдаған жылу; Q₂ - жұмыс денесiнен жылу қабылдағышқа берiлген жылу.

Карно циклi үшiн термиялық п.ә.к.:

,

мұндағы Т₁ және Т₂ - жылу бергiш пен жылу қабылдағыштың термодинамикалық температурасы. Соңғы формулалардан , яғни - келтiрiлген жылу мөлшерi.

Энтропиялық өзгерiсiнiң формуласы:

.

Больцман формуласы:

S = k ln(w);

мұндағы k - Больцман түрақтысы, w - жүйе күйiнiң термодинамикалық ықтималдығы.

№29-32 лекция

Тақырыбы: Нақты газдар. Нақты газдардың ішкі энергиясы.

Қысқаша мазмұны:

 

Ван-дер-Ваальс теңдеуi:

мұндағы a және b - Ван-дер-Ваальстiң түзетулерi, V-газдың алып тұрған көлемi, m-газдың массасы, -газдың молярлық массасы.

Ван-дер-Ваальстiң а және b түзетулерiмен байланысты P_К, V_К, T_К-шектiң шамалары мынандай :

1) газдың шектiк көлемi

V =3b,

2) шектiк қысым

3) шектiк температура

T =

Нақты газдың iшкi энергиясы:

U=C_VT-

мұндағы C_V-газдың тұрақты көлемдегi жылу cыйымдылығы.

Беттiк керiлу коэффициентi:

немесе

мұндағы: F-cұйық бетiн тұйықтап тұрған контурға әсер етушi беттiк күшi; E-сұйық бетiнiң қабықшасының S ауданының өзгеруiне тәуелдi болып келген осы қабықшаның еркiн энергиясының өзгерiсi.

Cұйықтың сфералық бетiнiң түсiретiн қысымын көрсететiн Лаплас формуласы:

P= ;

мұндағы R-сфералық беттiң радиусы.

Капилляр түтiкшемен сұйықтың көтерiлу биiктiгi :

мұндағы: -шеттiк бұрыш; сұйық түтiкшенiң қабырғасына толық жағылған кезде =0; толық жағылмаған кезде =p; R-түтiк каналының радиусы; -сұйықтың тығыздығы, g-еркiн түсу үдеуi.

Екi өзара жақын және параллель орналасқан екi жазықтық арасындағы сұйықтың көтерiлу биiктiгi:

Основные элементы схем алгоритма <== предыдущая | следующая ==> Тапсырмалар.

---

Дата добавления: 2015-02-27; просмотров: 170; Опубликованный материал нарушает авторские права?.

---