Tananing mexanik energiyasini qanday o'zgartirish mumkin? Ha, juda oddiy. Uning joylashuvini o'zgartiring yoki tezlashtiring. Masalan, to'pni teping yoki uni erdan balandroq ko'taring.

Birinchi holda, biz uning kinetik energiyasini, ikkinchisida potentsialni o'zgartiramiz. Ammo ichki energiya haqida nima deyish mumkin? Tananing ichki energiyasini qanday o'zgartirish mumkin? Boshlash uchun, keling, bu nima ekanligini aniqlaylik. Ichki energiya - bu tanani tashkil etuvchi barcha zarralarning kinetik va potentsial energiyasi. Xususan, zarrachalarning kinetik energiyasi ularning harakatining energiyasidir. Va ularning harakat tezligi, siz bilganingizdek, haroratga bog'liq. Ya'ni, mantiqiy xulosa shuki, tana haroratini ko'tarish orqali biz uning ichki energiyasini oshiramiz. Tana haroratini oshirishning eng oson yo'li issiqlik uzatishdir. Haroratlari har xil bo'lgan jismlar aloqa qilganda, sovuqroq jism issiqrog'i hisobiga qiziydi. Bu holda issiqroq tana soviydi.

Oddiy kundalik misol: bir chashka issiq choy ichidagi sovuq qoshiq juda tez qiziydi, choy esa biroz soviydi. Tana haroratining ko'tarilishi boshqa yo'llar bilan ham mumkin. Tashqarida yuzimiz yoki qo'llarimiz muzlaganda hammamiz nima qilamiz? Biz uchtamiz. Ishqalanganda narsalar qizib ketadi. Shuningdek, ob'ektlar zarbalar, bosim paytida, ya'ni o'zaro ta'sir paytida qiziydi. Qadim zamonlarda olov qanday yaratilganini hamma biladi - ular yo o'tin bo'laklarini bir-biriga ishqalashdi yoki boshqa toshga chaqmoq toshlarini taqillatishdi. Shuningdek, bizning davrimizda chaqmoq toshli zajigalkalar metall tayoqning chaqmoqtoshga ishqalanishidan foydalanadilar.

Hozirgacha biz uning tarkibidagi zarrachalarning kinetik energiyasini o'zgartirish orqali ichki energiyani o'zgartirish haqida gapirdik. Xuddi shu zarrachalarning potentsial energiyasi haqida nima deyish mumkin? Ma'lumki, zarralarning potentsial energiyasi ularning nisbiy pozitsiyasining energiyasidir. Shunday qilib, tananing zarrachalarining potentsial energiyasini o'zgartirish uchun biz tanani deformatsiya qilishimiz kerak: siqish, burish va hokazo, ya'ni zarrachalarning bir-biriga nisbatan joylashishini o'zgartirish. Bunga tanaga ta'sir qilish orqali erishiladi. Biz tananing alohida qismlari tezligini o'zgartiramiz, ya'ni biz uning ustida ishlaymiz.

Ichki energiyaning o'zgarishiga misollar

Shunday qilib, ichki energiyani o'zgartirish uchun tanaga ta'sir qilishning barcha holatlariga ikki yo'l bilan erishiladi. Yoki unga issiqlik o'tkazish, ya'ni issiqlik uzatish yo'li bilan yoki uning zarralari tezligini o'zgartirish, ya'ni tanada ishlarni bajarish.

Ichki energiyaning o'zgarishiga misollar- bu dunyoda sodir bo'layotgan deyarli barcha jarayonlar. Zarrachalarning ichki energiyasi tanada mutlaqo hech narsa sodir bo'lmaganda o'zgarmaydi, siz rozi bo'lasiz, bu juda kam uchraydi - energiya saqlanish qonuni amal qiladi. Atrofimizda doimo nimadir sodir bo'ladi. Hatto bir qarashda hech narsa sodir bo'lmaydigan ob'ektlarda ham, aslida biz uchun sezilmaydigan turli xil o'zgarishlar ro'y beradi: haroratning engil o'zgarishi, kichik deformatsiyalar va boshqalar. Kreslo bizning og'irligimiz ostida cho'kadi, tokchadagi kitobning harorati havoning har bir harakati bilan biroz o'zgaradi, qoralama haqida gapirmasa ham bo'ladi. Xo'sh, tirik jismlarga kelsak, ularning ichida doimo nimadir sodir bo'layotgani va ichki energiya deyarli har daqiqada o'zgarib turishi so'zsiz aniq.

Ichki energiya va gaz ishi

Termodinamikaning asoslari

Takrorlash. Umumiy mexanik energiyaning saqlanish qonuni: ishqalanish (qarshilik) kuchlari ta'sir qilmaydigan yopiq tizimning umumiy mexanik energiyasi saqlanadi.

Tizim deyiladi yopiq uning barcha komponentlari faqat bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilsa.

Termodinamik jarayonlarda ishning bajarilishi va energiyaning ajralib chiqishi termodinamik tizimlarning chegaraga ega ekanligini ko'rsatadi ichki energiya.

ostida ichki energiya tizimlari U termodinamikada harakatning kinetik energiyasi yig'indisini tushunish tizimning barcha mikrozarralari(atomlar yoki molekulalar) va ularning bir-biri bilan o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi. Biz mexanik energiya (Yer yuzasi ostida ko'tarilgan jismning potentsial energiyasi va umuman uning harakatining kinetik energiyasi) ichki energiyaga kirmasligini ta'kidlaymiz.

Tajriba shuni ko'rsatadiki, tizimning ichki energiyasini o'zgartirishning ikkita usuli bor - mexanik qilish ish tizim ustida va issiqlik almashinuvi boshqa tizimlar bilan.

Ichki energiyani o'zgartirishning birinchi usuli mexanik ishlarni bajarishdir A" tizim ustidagi tashqi kuchlar yoki tizimning o'zi tashqi jismlar ustidan A (A = -A"). Ish tugagach, tizimning ichki energiyasi tashqi manba energiyasi tufayli o'zgaradi. Shunday qilib, velosiped g'ildiragini shishirganda, tizim nasosning ishlashi tufayli qiziydi, ishqalanish yordamida ota-bobolarimiz olov olishlari mumkin edi va hokazo.

Tizimning ichki energiyasini o'zgartirishning ikkinchi usuli (ish qilmasdan) deyiladi issiqlik almashinuvi (issiqlik uzatish). Bunday jarayonda organizm tomonidan olingan yoki berilgan energiya miqdori deyiladi issiqlik miqdori va belgilandi ∆Q.

Issiqlik uzatishning uch turi mavjud: o'tkazuvchanlik, konveksiya, termal nurlanish.

Da issiqlik o'tkazuvchanligi issiqlik ular orasidagi termal aloqa orqali issiqroq jismdan kamroq isitiladigan jismga o'tkaziladi. Issiqlik almashinuvi tananing qismlari o'rtasida ham sodir bo'lishi mumkin: ko'proq isitiladigan qismdan uning kamroq isitiladigan qismiga tanani tashkil etuvchi zarrachalar o'tkazmasdan.

Konvektsiya- harakatlanuvchi suyuqlik yoki gaz oqimlari bilan issiqlikni ular egallagan hajmning bir maydonidan boshqasiga o'tkazish. Choynak pechkada qizdirilganda, issiqlik o'tkazuvchanligi choynakning pastki qismidan suvning pastki (chegara) qatlamlariga issiqlik oqimini ta'minlaydi, ammo suvning ichki qatlamlarining isishi aynan konveksiya natijasidir. isitiladigan va sovuq suvning aralashishiga olib keladi.

termal nurlanish- elektromagnit to'lqinlar yordamida issiqlikni uzatish. Bunday holda, isitgich va issiqlik qabul qiluvchi o'rtasida mexanik aloqa yo'q. Misol uchun, qo'lingizni cho'g'lanma chiroqqa qisqa masofaga olib kelsangiz, uning termal nurlanishini his qilasiz. Yer issiqlik nurlanishi tufayli ham Quyoshdan energiya oladi.

Chunki ichki energiya U sistemaning termodinamik parametrlari bilan yagona aniqlanadi, keyin u holat funksiyasi hisoblanadi. Shunga ko'ra, ichki energiyaning o'zgarishi DU sistemaning holati o'zgarganda (harorat, hajm, bosim o'zgarishi, suyuq holatdan qattiq holatga o'tish va hokazo) formula bo'yicha topish mumkin.

DU=U 2 - U 1

qayerda U 1 va U 2- birinchi va ikkinchi holatlardagi ichki energiya. Ichki energiyaning o'zgarishi DU bunday o'tish paytida tizimning oraliq holatlariga bog'liq emas, balki faqat energiyaning boshlang'ich va yakuniy qiymatlari bilan belgilanadi.

Ichki energiya Termodinamikaning 1-qonuni.
Jismning barcha zarrachalarining jismning massa markaziga (molekulalar, atomlar) nisbatan xaotik harakatining kinetik energiyalari va ularning bir-biri bilan oʻzaro taʼsirining potentsial energiyalarining yigʻindisiga ichki energiya deyiladi.
Kinetik zarrachalarning energiyasi tezlik bilan aniqlanadi, ya'ni - harorat tanasi. Potentsial- zarralar orasidagi masofa, ya'ni - hajmi. Demak: U=U (T,V) - ichki energiya hajm va haroratga bog'liq.	U=U(T,V)
Ideal gaz uchun: U=U (T) , chunki biz masofadagi o'zaro ta'sirni e'tiborsiz qoldiramiz. ideal bir atomli gazning ichki energiyasidir. Ichki energiya bir qiymatli holat funksiyasi (ixtiyoriy doimiygacha) va yopiq tizimda saqlanadi. Buning aksi to'g'ri emas(!) - turli holatlar bir xil energiyaga mos kelishi mumkin. U - ichki energiya N - atomlar soni - o'rtacha kinetik energiya K - Boltsman doimiysi m - massa M - molyar massa R - universal gaz konstantasi S zichligi v - moddaning miqdori	Ideal gaz:
Joulning tajribalari ishning ekvivalentligini va issiqlik miqdorini isbotladi, ya'ni. ikkala miqdor ham energiya o'zgarishining o'lchovidir, ularni bir xil birliklarda o'lchash mumkin: 1 kal = 4,1868 J ≈ 4,2 J. Bu qiymat deyiladi. issiqlikning mexanik ekvivalenti.

HARORAT VA UNING O'LCHISI.

[Q]=J. Q=DU.

TERMAL JARAYONLAR.

erish va kristallanish.

Xuddi shu modda ma'lum sharoitlarda qattiq, suyuq va gazsimon holatda bo'lishi mumkin, agregat deb ataladi.

QATTIQ HOLATDAN SUYUQ HOLATGA O'TISH ERISH DEYILADI. Erish erish nuqtasi deb ataladigan haroratda sodir bo'ladi. Moddalarning erish nuqtalari har xil, chunki ularning tuzilishi boshqacha. Erish nuqtasi - jadval qiymati. Erish jarayonida harorat o'zgarmaydi, chunki berilgan issiqlik qattiq jismning kristall panjarasini yo'q qilishga sarflanadi.

ERISH HARORATIDA OLGAN 1 KG QATTIQ JISDANI BU HARORATDAGI SUYUQIKGA O'TKAZISH UCHUN KERAK ETILGAN ISIQLIK MChJI ERISHNING XUSUSIY ISSIQLIGI DEYILADI. [l]=J/kg.

KRISTALLANISH - MADDANI SUYUQ HOLATDAN QATTIQ JODGA O'TISH JARAYONI.. Moddaning erish nuqtasi uning kristallanish haroratiga teng. Erish jarayonida bo'lgani kabi, kristallanish jarayonida harorat o'zgarmaydi, chunki kristallanish jarayonida bir vaqtlar tanani eritishga sarflangan issiqlik chiqariladi. U kristallanadigan tananing haroratini doimiy ravishda ushlab turadi. Energiyaning saqlanish qonuniga muvofiq, kristallanish jarayonida ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini hisoblashda erish paytida bo'lgani kabi bir xil formuladan foydalaniladi. Issiqlik uzatish yo'nalishini ko'rsatish uchun unga minus belgisi kiritiladi.

Bug'lanish va kondensatsiya.

BUG'LANISH - MADDANING SUYUQLIKDAN GAZ HOLATGA O'TISH JARAYONI.. Suyuqlik molekulalari bir-birini o'ziga tortadi, shuning uchun suyuqlikdan faqat yuqori kinetik energiyaga ega bo'lgan eng tez molekulalar ucha oladi. Agar issiqlik kiritish bo'lmasa, bug'langan suyuqlikning harorati pasayadi. Bug'lanish tezligi suyuqlikning haroratiga, uning sirt maydoniga, suyuqlik turiga va uning yuzasida shamol mavjudligiga bog'liq.

KOndensatsiya - SUYUQLIKNING BUG'GA AYLANISHI. Ochiq idishda bug'lanish tezligi kondensatsiya tezligidan oshadi. Yopiq idishda bug'lanish va kondensatsiya tezligi tengdir.

Suyuqlik idishning pastki va devorlariga qizdirilganda, suyuqlikda erigan havo chiqishi boshlanadi. Ushbu pufakchalar ichida suyuqlik bug'lanadi. Arximed kuchi ta'sirida pufakchalar idish devorlaridan ajralib, yuqoriga suzib yuradi. Ular hali isitilmagan suyuqlikka tushadi, bug 'kondensatsiyalanadi. Pufakchalar qulab tushadi. Shu bilan birga, xarakterli shovqin eshitiladi.

Suyuqlik qizdirilganda, pufakchalarda bug'ning kondensatsiyasi to'xtaydi. Va bug'lanishning davom etishi tufayli kattalashib borayotgan bug 'pufakchasi suyuqlik yuzasiga etib boradi, yorilib, undagi bug'ni atmosferaga chiqaradi. Suyuqlik qaynayapti. QAYNASH - Suyuqlikning butun hajmida sodir bo'ladigan bug'lanish. . Qaynatish suyuqlikning turiga va uning yuzasi ustidagi bosimga bog'liq bo'lgan qaynash nuqtasi deb ataladigan haroratda sodir bo'ladi. Tashqi bosim pasayganda, suyuqlikning qaynash nuqtasi pasayadi. Qaynatish jarayonida suyuqlikning harorati doimiy bo'lib qoladi, chunki. kirish energiyasi suyuqlik molekulalarining o'zaro tortishishini engishga sarflanadi.

1 KG SUYUQLIKNI BIR HARORATDAGI BUG'GA O'TKAZISh UCHUN KERAK ETILGAN ISIQLIK MChJI BUGLANISHNING SUSSIY ISITISHI DEYILADI. [L] = J/kg. Turli suyuqliklar uchun bug'lanishning o'ziga xos issiqligi har xil bo'lib, uning raqamli qiymati jadvalli qiymatdir. Suyuqlikning bug'lanishi uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini hisoblash uchun bu suyuqlikning o'ziga xos bug'lanish issiqligini bug'langan suyuqlik massasiga ko'paytirish kerak.

Bug 'kondensatsiyalanganda, uning bug'lanishiga sarflangan issiqlik miqdori chiqariladi. Bug'ning intensiv kondensatsiyasi qaynash nuqtasiga teng bo'lgan kondensatsiya haroratida sodir bo'ladi.

Yoqilg'i yonishi.

Yoqilg'i yonishi jarayonida yoqilg'ining uglerod atomlari va atmosfera havosining kislorod atomlaridan karbonat angidrid molekulalarini hosil qilish jarayoni sodir bo'ladi. Bu oksidlanish jarayoni katta miqdorda issiqlik chiqishi bilan birga keladi. Har xil turdagi yoqilg'ilarni tavsiflash uchun biz tanishtiramiz YONIGʻI YONISHNING SUSSIY ISSILIGI - 1 KG YONIGʻI TOʻLIQ YONISHDA CHILGAN ISIQLIK MIKTARI. . [q]=J/kg. Boshqa barcha o'ziga xos qiymatlar singari, yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi ham jadvalli qiymatdir. Yoqilg'ining to'liq yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdorini hisoblash uchun yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligini yoqilg'ining massasiga ko'paytirish kerak.

Yoqilg'i yonishi qaytarilmas jarayondir, ya'ni. u faqat bir yo'nalishda oqadi.

Coulomb qonuni.

Nuqtaviy zaryad - bu jismda joylashgan zaryad bo'lib, uning hajmi va shakli berilgan sharoitlarda e'tibordan chetda qolishi mumkin. Harakatsiz nuqtaviy zaryadlarning oʻzaro taʼsir qilish qonuni 1785-yilda Sh.Kulon tomonidan buralish balanslari yordamida tajriba yoʻli bilan topilgan.

Buralish balansi uchlarida mahkamlangan kichik o'tkazgichli sharlari bo'lgan engil izolyatsion nur bo'lib, ulardan biri tajribada ishtirok etmaydi, faqat qarshi og'irlik vazifasini bajaradi. Roker yupqa elastik ipga osilgan. Qurilmaning qopqog'i orqali uchinchi bir xil zaryadlangan to'p ichkariga tushiriladi. Roker to'plaridan biri kiritilgan to'pga tortiladi. Bunday holda, zaryad ular o'rtasida yarmiga bo'linadi, ya'ni. to'plarda bir xil o'lchamdagi bir xil nomdagi zaryadlar bo'ladi. To'plar bir-biridan sakrab tushadi. To'plar orasidagi o'zaro ta'sir kuchi ipning burilish burchagi bilan o'lchanadi. Zaryadning kattaligi uchinchi to'pni qurilmadan olib tashlash va undan zaryadni olib tashlash orqali o'zgartirilishi mumkin. Uni qurilmaga kiritgandan va zaryadlarning yangi ajratilishidan so'ng, dastlabki zaryadning yarmi to'plarda qoladi. Zaryadlarning kattaligini va ular orasidagi masofani o'zgartirib, Kulon buni aniqladi NUQTA ZARJLARNING O'ZBARA TA'SIRI KUCHI ZARJLAR MODULLARI BILAN TO'G'RI MUNOSIBATLI VA ULAR ORASIDAGI MASAFAT Kvadratiga teskari proporsionaldir. . Nuqta zaryadlari - bu muayyan vaziyatda hajmi va shaklini e'tiborsiz qoldiradigan jismlarda joylashgan zaryadlar.

F ~ q 1, F~q 2, F~1/r 2 Þ F~½q 1 ½½q 2 ½/r 2.

Bundan tashqari, vakuumdagi zaryadlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchi har qanday dielektrik muhitga qaraganda kattaroq ekanligi aniqlandi. Vakuumdagi zaryadlarning o'zaro ta'sir kuchi ma'lum muhitdagidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan qiymat muhitning o'tkazuvchanligi deyiladi. Muhitning dielektrik o'tkazuvchanligi jadvalli qiymatdir.

e = F / F da. [e] = 1.

Kulon qonunidagi mutanosiblik koeffitsienti k \u003d 9 * 1O 9 Nm 2 /C 2 har biri 1 m masofada joylashgan ikkita nuqta zaryadining vakuumda o'zaro ta'sir qiladigan kuch ekanligi eksperimental ravishda aniqlangan.

F = k |q 1 | |q 2 |/ er 2 .

Kulon qonuni zaryadlangan sharlar uchun ham amal qiladi. Bunda r ularning markazlari orasidagi masofa deb tushuniladi.

ZANJIRLI BO'LIM UCHUN OHM QONUNI.

Supero'tkazuvchilar uchlarida potentsial farqning oshishi undagi oqimning oshishiga olib keladi. Ohm eksperimental ravishda o'tkazgichdagi oqim kuchi uning potentsial farqiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ekanligini isbotladi.

Turli xil iste'molchilar bir xil elektr zanjiriga ulanganda, ulardagi oqim kuchi boshqacha. Bu shuni anglatadiki, turli xil iste'molchilar turli yo'llar bilan ular orqali elektr tokining o'tishiga to'sqinlik qiladilar. ELEKTR TOKINI U ORQAN OTIB OLISHNI OLDINI OLISH QOLIYATINI XARAKTERIB BULGAN Jismoniy miqdor ELEKTR QARShILISH DEYILADI. . Berilgan o'tkazgichning qarshiligi doimiy haroratda doimiy qiymatdir. Harorat ko'tarilgach, metallarning qarshiligi ortadi, suyuqliklarniki esa pasayadi. [R] = Om. 1 Om - bunday o'tkazgichning qarshiligi, uning uchlarida 1 V potentsial farq bilan 1 A tok o'tadi. Eng ko'p ishlatiladigan metall o'tkazgichlar. Ulardagi oqim tashuvchilar erkin elektronlardir. Supero'tkazuvchilar bo'ylab harakatlanayotganda ular kristall panjaraning musbat ionlari bilan o'zaro ta'sirlashib, ularga energiyaning bir qismini beradi va tezlikni yo'qotadi. Kerakli qarshilikni olish uchun qarshilik qutisidan foydalaning. Qarshilik qutisi - kerakli kombinatsiyadagi kontaktlarning zanglashiga olib kirishi mumkin bo'lgan ma'lum qarshilikka ega bo'lgan simli bobinlar to'plami.

Ohm buni eksperimental ravishda topdi ZONDANING BIR TOGGON KESMASIDAGI TOQIY KUCHLIGI SHU KESIMNING OXIRLARIDAGI potentsial farqiga to'g'ridan-to'g'ri proporsional VA USHBU BO'LMA QARShILIGIGA teskari proporsionaldir.

Zanjirning bir jinsli kesimi oqim manbalari bo'lmagan qismdir. Bu zanjirning bir hil bo'limi uchun Ohm qonuni - barcha elektr hisob-kitoblarining asosi.

Shu jumladan, turli uzunlikdagi o'tkazgichlar, turli xil tasavvurlar, turli xil materiallardan tayyorlangan: O'tkazgichning QARShILIGI O'tkazgichning uzunligiga to'g'ridan-to'g'ri proporsional va uning kesma maydoniga teskari proportsionaldir. KERI 1 METR BOʻLGAN KUBNING HAR QANDAY MADDADAN TASLANGAN QARSHILIGI, AGAR tok oqimi uning qarama-qarshi yuzlariga perpendikulyar boʻlsa, bu moddaning oʻziga xos qarshiligi deyiladi. . [r] \u003d Ohm m. Tizimli bo'lmagan qarshilik birligi ko'pincha ishlatiladi - tasavvurlar maydoni 1 mm 2 va uzunligi 1 m bo'lgan o'tkazgichning qarshiligi. [r] \ u003d Ohm mm 2 / m.

Moddaning o'ziga xos qarshiligi jadvalli qiymatdir. Supero'tkazuvchilarning qarshiligi uning qarshiligiga proportsionaldir.

Slayder va pog'onali reostatlarning harakati o'tkazgich qarshiligining uning uzunligiga bog'liqligiga asoslanadi. Slayder reostati sopol silindr bo'lib, uning atrofida nikel sim o'ralgan. Reostatni kontaktlarning zanglashiga olib ulanishi sxemadagi o'rashning katta yoki kichik uzunligini o'z ichiga olgan slayder yordamida amalga oshiriladi. Tel burilishlarni bir-biridan ajratib turadigan shkala qatlami bilan qoplangan.

A) Iste’molchilarning SERT VA PARALLEL BOG’LANISHI.

Ko'pincha, bir nechta joriy iste'molchilar elektr davriga kiritilgan. Buning sababi, har bir iste'molchining o'z joriy manbasiga ega bo'lishi oqilona emas. Iste'molchilarni yoqishning ikkita usuli bor: ketma-ket va parallel va ularning kombinatsiyasi aralash ulanish shaklida.

a) Iste'molchilarning ketma-ket ulanishi.

Ketma-ket ulanganda iste'molchilar uzluksiz zanjir hosil qiladi, unda iste'molchilar birin-ketin ulanadi. Seriyali ulanish bilan, ulanish simlarining shoxlari yo'q. Oddiylik uchun ketma-ket ulangan ikkita iste'molchi zanjirini ko'rib chiqing. Iste'molchilarning biridan o'tgan elektr zaryadi ikkinchisidan ham o'tadi, chunki. iste'molchilarni bog'laydigan o'tkazgichda zaryadlarning yo'qolishi, paydo bo'lishi va to'planishi mumkin emas. q=q 1 =q 2 . Olingan tenglamani kontaktlarning zanglashiga olib o'tish vaqtiga bo'linib, biz butun ulanishdan o'tadigan oqim va uning bo'limlari bo'ylab oqadigan oqimlar o'rtasidagi munosabatni olamiz.

Ko'rinib turibdiki, bitta musbat zaryadni butun bog'lanish bo'ylab harakatlantirish ishi bu zaryadni uning barcha bo'limlari bo'ylab harakatlantirish ishidan iborat. Bular. V \u003d V 1 + V 2 (2).

Seriyaga ulangan iste'molchilarning umumiy potentsial farqi iste'molchilar o'rtasidagi potentsial farqlar yig'indisiga teng.

(2) tenglamaning ikkala qismini kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tok kuchiga ajratsak: U/I=V 1 /I+V 2 /I ni olamiz. Bular. butun ketma-ket ulangan uchastkaning qarshiligi uning tarkibiy qismlari iste'molchilarining qarshiliklari yig'indisiga teng.

B) Iste'molchilarning parallel ulanishi.

Bu iste'molchilarga ruxsat berishning eng keng tarqalgan usuli. Ushbu aloqa bilan barcha iste'molchilar barcha iste'molchilar uchun ikkita umumiy nuqtaga ulanadi.

Parallel ulanishdan o'tayotganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr zaryadi alohida iste'molchilar orqali o'tadigan bir necha qismlarga bo'linadi. Zaryadning saqlanish qonuniga binoan q=q 1 +q 2 . Ushbu tenglamani zaryadning o'tish vaqtiga bo'linib, biz kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan umumiy oqim va alohida iste'molchilar orqali oqadigan oqimlar o'rtasidagi munosabatni olamiz.

Potensiallar farqining ta'rifiga muvofiq V=V 1 =V 2 (2).

Devrenning bir qismi uchun Ohm qonuniga ko'ra, (1) tenglamadagi oqim kuchlarini potentsial farqning qarshilikka nisbati bilan almashtiramiz. Biz olamiz: V / R \u003d V / R 1 + V / R 2. Kamaytirilgandan keyin: 1/R=1/R 1 +1/R 2,

bular. parallel ulanishning qarshiligining o'zaro nisbati uning alohida tarmoqlari qarshiliklarining o'zaro yig'indisiga teng.

KIRXHOFF QOIDALARI.

Tarmoqlangan elektr zanjirlarini hisoblash uchun Kirchhoff qoidalari qo'llaniladi.

Uch yoki undan ortiq simlar kesishgan zanjirdagi nuqta tugun deb ataladi. Zaryadning saqlanish qonuniga ko'ra, tugunga kiruvchi va chiquvchi oqimlar yig'indisi nolga teng. I = O. (Kirxxofning birinchi qoidasi). TUGUNDAN O'TGAN OQIMLARNING ALGEBRAIK YIG'INISHI NOL.

Tugunga kiradigan oqim musbat hisoblanadi, tugunni salbiy qoldiradi. Devrenning uchastkalaridagi oqimlarning yo'nalishlari o'zboshimchalik bilan tanlanishi mumkin.

(2) tenglama shuni bildiradi HAR QANDAY YOPIQ OTLANGAN AYTLANGANDA, KUCHLANISH TUSHISHLARINING ALGEBRAIK YIG‘INISHI BU O‘ZBEK BO‘LGAN EMF ALGebraik yig‘indisiga TENG BO‘LADI. , - (Kirxgofning ikkinchi qoidasi).

Konturni aylanib o'tish yo'nalishi o'zboshimchalik bilan tanlanadi. Devrenning bir qismidagi kuchlanish, agar ushbu qismdagi oqim yo'nalishi kontaktlarning zanglashiga olib o'tish yo'nalishiga to'g'ri kelsa, ijobiy hisoblanadi. Agar kontaktlarning zanglashiga olib o'tish paytida manba manfiy qutbdan musbat qutbga o'tsa, EMF ijobiy deb hisoblanadi.

Agar zanjirda m tugun bo'lsa, u holda birinchi qoida bo'yicha m - 1 tenglama tuzilishi mumkin. Har bir yangi tenglama kamida bitta yangi elementni o'z ichiga olishi kerak. Kirchhoff qoidalariga muvofiq tuzilgan tenglamalarning umumiy soni tugunlar orasidagi segmentlar soniga mos kelishi kerak, ya'ni. oqimlar soni bilan.

DOIMIY MAGNITLAR.

Temir yadro kiritilganda elektromagnit maydonining kuchayishi magnit maydondagi temirning magnitlanganligi va uning magnit maydonining bobinning magnit maydoniga qo'shilishi uni kuchaytirishi bilan bog'liq. Temir yuqori magnitli materiallarga tegishli bo'lib, ular nikel, kobalt, gadoliniy va ularning birikmalarini ham o'z ichiga oladi. Temir yadroning magnitlanishi lasandan chiqarilgandan keyin ham saqlanadi. Magnit xususiyatlarini saqlab qolgan jismga doimiy magnit deyiladi. Har bir doimiy magnitning ikkita qutbi bor - shimol va janub. Bu magnit maydon eng katta bo'lgan magnitning joylari. Magnit qutblari itargandek, qarama-qarshi qutblar ham tortadi. Doimiy magnitlar maydonining konfiguratsiyasini temir parchalari yordamida o'rganish oson.

Tabiiy magnitlangan temir yoki temir javhari bo'laklari qadimgi Xitoyda allaqachon Yerga yo'naltirish uchun ishlatilgan, bu o'zi ulkan doimiy magnitdir. Yerning janubiy magnit qutbi shimoliy geografik qutb hududida joylashgan, lekin u bilan mos kelmaydi, shimoliy magnit qutb janubiy geografik qutb hududida joylashgan. Magnit qutblarning joylashuvi doimiy emas. Bundan tashqari, Yerning cho'kindi jinslarini tahlil qilish Yerning magnit maydonining qutbliligini bir necha bor o'zgartirganligini ko'rsatadi. Yerning magnit maydoni undagi barcha hayot uchun juda katta rol o'ynaydi, chunki. u bizni kosmosdan, asosan Quyoshdan Yerga uchadigan tez zarralar oqimidan himoya qiladi. Ushbu oqim o'zgarganda, Yerda magnit bo'ronlari kuzatiladi - Yer magnit maydonining qisqa muddatli o'zgarishi, radioaloqalarning uzilishiga, magnit ignalari holatida og'ishlarga olib keladi.

TOKIMNING MAGNITIK MAYDONI.

1820 yilda Oersted elektr toki o'tkazuvchi o'tkazgich yonida joylashgan magnit igna uning o'qi shu o'tkazgichni o'rab turgan aylana tegiga to'g'ri keladigan tarzda aylanishini aniqladi.

Xuddi shu yili Amper o'tkazgichlarning oqim bilan o'zaro ta'sirini kashf etdi va bu o'zaro ta'sirga bo'ysunadigan qonunni topdi. Tok o'tkazgichning magnit ignaga ta'siri va tok o'tkazuvchi o'tkazgichlarning o'zaro ta'siri tok o'tkazgich o'z atrofida magnit maydon hosil qilishi, magnit igna yoki boshqa oqim bilan aniqlanishi bilan izohlanadi. - tashuvchi konduktor.

Magnit maydon - harakatlanuvchi elektr zaryadlari (oqim) natijasida hosil bo'lgan va harakatlanuvchi elektr zaryadlari (oqim) ta'sirida aniqlanadigan maxsus turdagi materiya. Magnit maydon kosmosda yorug'lik tezligida tarqaladi. Uni yaratadigan oqimdan masofa ortib borishi bilan kamayadi. Magnit maydon energiyaga ega.

Magnit maydonlarni o'rganish uchun kichik magnit ignalar qo'llaniladi, ularning yordamida magnit chiziqlar yordamida magnit maydonlarni grafik tasvirlashning qulay usuli topildi. Magnit chiziq - bu magnit maydonda kichik magnit o'qlarning o'qlari joylashgan chiziq. Magnit chiziqlarning turi kartonga quyib magnit maydonga olib kelingan kichik temir talaşlar yordamida osongina o'rnatiladi. Bunday holda, dalada magnitlangan talaş magnit chiziqlar bo'ylab zanjirlarda joylashgan. Ushbu chiziqlarning yo'nalishi magnit ignaning shimoliy qutbini ko'rsatadigan yo'nalish sifatida qabul qilinadi.

To'g'ri chiziqli tok o'tkazgichning magnit chiziqlari doiralar bo'lib, ularning markazi tok o'tkazgichdir. Chiziqlarning yo'nalishi gimlet qoidasi bilan belgilanadi: agar gimletning tarjima harakati (o'ng vint) o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga to'g'ri kelsa, u holda gimlet tutqichining aylanish harakati yo'nalishi to'g'ridan-to'g'ri yo'nalishga to'g'ri keladi. magnit chiziqlar.

Oqim (solenoid) bo'lgan lasanning magnit chiziqlari bobinning burilishlarini qoplaydigan yopiq egri chiziqlardir. Ushbu chiziqlarning yo'nalishini quyidagi qoida bilan aniqlash oson: agar siz o'ng qo'lingiz bilan bobinni olsangiz, egilgan barmoqlar undagi oqim bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, egilgan bosh barmog'ingiz magnit chiziqlarning yo'nalishini ko'rsatadi. bobinning o'qi.

Oqimli bobin chiziqli doimiy magnitga o'xshash elektromagnitdir. Bobinning magnit maydoni uning burilish soni va undagi oqim kuchi ortishi bilan ortadi. Magnit maydonni kuchaytirish uchun lasan ichiga temir yadro kiritiladi. Magnit chiziqlar bobinni tark etadigan joy elektromagnitning shimoliy qutbi bo'lib, ular kiradigan joy - janubiy qutb.

Elektromagnitlar mashinasozlikda og'ir temir qismlarni, temir parchalarini ko'chirishda va ko'plab elektrotexnika va radiotexnika qurilmalarida keng qo'llaniladi.

Magnit maydon unda joylashgan oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ma'lum bir kuch bilan ta'sir qiladi. Bu kuch Amper kuchi deb ataladi va o'tkazgichning uzunligiga, undagi oqim kuchiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda bog'liq. Bu shuningdek, maydonning kattaligiga va o'tkazgichning joylashishiga bog'liq. Amper kuchining yo'nalishi chap qo'l qoidasi bilan belgilanadi: agar chap qo'l magnit maydonga qo'yilgan bo'lsa, magnit chiziqlar kaftga kirsa va to'rtta cho'zilgan barmoq oqim yo'nalishini ko'rsatsa, u holda egilgan bosh barmog'i. kuchning yo'nalishini ko'rsatadi.

Magnit maydonning oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'siri elektr motorlarida qo'llaniladi. To'g'ridan-to'g'ri to'lqinli vosita sobit qismdan - statordan va harakatlanuvchi qismdan - rotordan iborat. Statorning yivlariga magnit maydon hosil qiluvchi lasan o'rnatilgan. Rotor ko'p burilishli lasan bo'lib, unga oqim toymasin kontaktlar - cho'tkalar yordamida beriladi. Magnit maydonni oshirish uchun rotor va stator bir-biridan izolyatsiya qilingan transformator po'latdan yasalgan plitalardan yasalgan. Rotor Amper kuchi bilan boshqariladi. Doimiy aylanishni ta'minlash uchun rotor sargisidagi oqim yo'nalishi vaqti-vaqti bilan kollektor yordamida o'zgartiriladi, bu eng oddiy holatda cho'tkalar bilan aloqa qiladigan ikkita yarim halqadir. Rotor harakatlanayotganda, cho'tka bir yarim halqadan ikkinchisiga o'tadi, rotor bobinidagi oqim yo'nalishini o'zgartiradi. Bu unga oqim yo'nalishini yana o'zgartirganda yana yarim burilish imkoniyatini beradi.

Chunki Elektr dvigatellarining samaradorligi (98% gacha) issiqlik dvigatellariga qaraganda ancha yuqori, keyin elektr motorlari transportda, zavod va fabrikalarda va hokazolarda keng qo'llaniladi. Elektr dvigatellari ixcham, atrof-muhitni ifloslantirmaydi va osongina boshqariladi.

OPTIK ASBOBLAR.

Kamera.

Kamera ikkita asosiy qismdan iborat: yorug'lik o'tkazmaydigan kamera va ob'ektiv. Eng oddiy holatda, konverging linzalari ob'ektiv bo'lib xizmat qilishi mumkin. Fotosuratning butun maydonida tasvir yuqori sifatli bo'lishi uchun zamonaviy kameralarning linzalari linzalarning murakkab tizimi bo'lib, ular odatda konverging linzalari rolini o'ynaydi. Kamera ob'ektivi fotosensitiv qatlam bilan qoplangan fotografik plyonkada suratga olinayotgan ob'ektning haqiqiy, teskari va qoida tariqasida kichraytirilgan tasvirini beradi. Kamera nozik linzali formulada ishlaydi. Ob'ektning aniq (aniq) tasvirini olish uchun kamera linzalari harakatlanuvchi qilib qo'yiladi. Ob'ektivni harakatlantirish orqali tasvirning kerakli aniqligiga erishiladi. Suratga olinadigan ob'ektlar bir vaqtning o'zida kameradan turli masofalarda bo'lishi mumkin. Maydon chuqurligiga linzalar oynasi qisman diafragma tomonidan bloklanishi mumkinligi bilan erishiladi. Ob'ektiv oynasi qanchalik kichik bo'lsa, rasmda kameradan turli masofalarda joylashgan ob'ektlar shunchalik aniq bo'ladi.

Suratga olishda kamera linzalari avtomatik ravishda qisqa vaqtga ochiladi, bu EHM vaqti deb ataladi. Tasvirni ko'rinadigan qilish uchun plyonka maxsus yechimda ishlab chiqiladi va mahkamlanadi. Olingan tasvir salbiy deb ataladi, chunki. teskari yorug'lik o'tkazuvchanligiga ega. Ko'proq yorug'lik tushadigan filmning qismlari quyuqroq va aksincha. Fotokartani (ijobiy) olish uchun olingan tasvir foto qog‘ozga kattalashtiruvchi yordamida proyeksiya qilinadi. Keyin qog'oz ishlab chiqiladi va mahkamlanadi.

Zamonaviy kameralar rangli va hatto uch o'lchamli tasvirlarni ishlab chiqarishi mumkin. Ba'zi qurilmalar darhol tayyor suratga olishadi. Fotosuratning rivojlanishi kino edi.

Fotosurat ilmiy maqsadlarda, texnologiyada, sud tibbiyotida va hokazolarda keng qo'llaniladi. Bu bizni tarixiy voqealar guvohiga aylantirishi mumkin. Badiiy fotografiya keng tarqalgan.

proyeksiya qurilmasi.

Proyeksiya apparati jismlarning ekranda real, kattalashtirilgan, teskari tasvirini olish uchun ishlatiladi. Agar tasvir uzatilgan nurda (foto va plyonka, shishadagi tasvir) olingan bo'lsa, u holda qurilma diaskop, aks ettirilgan yorug'likda - episkop deb ataladi. Ushbu qurilmalarning kombinatsiyasi tez-tez ishlatiladi - epidiaskop. Diaskop yorug'lik manbai, kondensator va ob'ektivdan iborat. Ekranning yoritilishini oshirish uchun ko'pincha yorug'lik manbai orqasida bir yoki bir nechta nometall joylashtiriladi. Kondenser (ikki plano-qavariq linzalar) manbadan ajralib chiqadigan yorug'likni linzaga yo'naltiradi. Eng oddiy ob'ektiv - konverging linzalari. Ekranda tasvirlanadigan ob'ekt kondanser va linzalar orasiga joylashtiriladi. Tasvir ravshanligiga linzalarni siljitish orqali erishiladi.

Fotosuratlarni kattalashtiruvchi, filmoskoplar, kinokameralar, kodoskoplar proyeksiyalovchi qurilmalardir.

Ko'z. Ko'zoynak.

Ko'zning tuzilishi kameraga o'xshaydi. U quyidagilardan iborat: sklera - ko'zni mexanik shikastlanishdan himoya qiluvchi ko'zning tashqi qismi; shox parda - skleraning oldingi shaffof qismi; unda o'zgaruvchan diametrli teshikka ega iris - o'quvchi; linza - biconveks linzalari; ko'zning hajmini to'ldiradigan vitreus tanasi; retina - miyaga ma'lumot uzatuvchi nerv uchlari. Shox parda va linzalar orasidagi bo'shliq suvli suyuqlik bilan to'ldirilgan bo'lib, u asosan yorug'likni sindiradi. Ko'z nozik linza formulasida ishlaydi. Chunki ob'ektlar ko'zdan turli masofalarda joylashgan bo'lishi mumkin, keyin aniq tasvirni olish uchun ko'z mushaklari yordamida linzalarning egriligini o'zgartirish mumkin. Ko'zning undan turli masofadagi jismlarning aniq tasvirini berish qobiliyati akkomodatsiya deb ataladi. Ko'z ko'p harakat qilmasdan ko'rish imkonini beradigan masofa kichik qismlar ob'ektlar eng yaxshi ko'rish masofasi deb ataladi. Sog'lom ko'z uchun u 25 sm, turar joyning yaqin chegarasi taxminan 12 sm. Maydon chuqurligi o'quvchining maydoni bilan belgilanadi. Retina qora va oq tasvirlar uchun tayoqlardan va rangli tasvirlar uchun konuslardan iborat. Retinada tasvir haqiqiy, qisqartirilgan, teskari. Uch o'lchovli ko'rish ikkita ko'zni beradi.

Agar ko'z tomonidan yaratilgan tasvir retinaning oldida yotsa, u holda ko'z miyopik deb ataladi. Ob'ektni tekshirish uchun yaqindan ko'ruvchi odam uni ko'zlariga yaqinlashtiradi va ko'z mushaklarini kuchli taranglashtiradi. Miyopi divergent linzali ko'zoynak taqish orqali tuzatiladi. Uzoqni ko'ra oladigan ko'z retinaning orqasida tasvir hosil qiladi. Uzoqni ko'ra olmaslik konverging linzalari bo'lgan ko'zoynak taqish orqali tuzatiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, agar siz ko'zoynak ishlatmasangiz, miyopi ham, gipermetropiya ham rivojlanadi, chunki. ishlayotganda, ko'z mushaklari haddan tashqari yuklanadi.

HARORAT VA UNING O'LCHISI.

Issiqlik hodisalarini o'rganish muqarrar ravishda jismlarning qizish darajasini tavsiflovchi qiymatni - haroratni berishi kerak edi. Jismlar aloqa qilganda, molekulalarning o'zaro ta'siri natijasida ularning o'rtacha kinetik energiyasi tenglashadi. Harorat - molekulalarning o'rtacha kinetik energiyasining o'lchovidir. Bu issiqlik jarayonlarining yo'nalishini ko'rsatadi, chunki. energiya o'z-o'zidan ko'proq qizdirilgan jismlardan kamroq isitiladiganlarga o'tadi, ya'ni. yuqori haroratli jismlardan past haroratli jismlarga. Harorat termometrlar bilan o'lchanadi. Haroratni o'lchash aloqada bo'lgan jismlar o'rtasida issiqlik muvozanatini o'rnatishga asoslangan. Amalda, suyuq termometrlar eng ko'p qo'llaniladi, ular qizdirilganda suyuqlik (simob yoki spirt) hajmining o'zgarishidan foydalanadilar. Kengayib, suyuqlik shisha naycha orqali ko'tariladi, uning ostida shkala mavjud. Tselsiy tomonidan taklif qilingan xalqaro amaliy harorat tizimidagi mos yozuvlar nuqtalari (ya'ni, harorat shkalasi asoslangan nuqtalar) muzning erish nuqtasi (O 0 C) va suvning qaynash nuqtasi (1OOS0oTC). Shkalada bu nuqtalar orasidagi masofa 100 ta teng qismga bo'linadi. Chunki Suyuqlikning kengayishi turli harorat oralig'ida har xil bo'lganligi sababli, suyuq termometr faqat mos yozuvlar haroratlarini to'g'ri o'lchashni kafolatlaydi. O'zgarmas bosimdagi gaz hajmining haroratga bog'liqligi yoki gaz bosimining doimiy hajmdagi haroratga bog'liqligidan foydalanadigan gaz termometrlari kattaroq aniqlikka ega. Termometrlarda o'tkazgichlar va yarim o'tkazgichlarning elektr qarshiligining haroratga bog'liqligi ham ishlatilishi mumkin.

ICHKI ENERGIYA VA UNING O‘ZGARISH YO‘LLARI.

Har bir tana juda ko'p miqdordagi molekulalardan iborat. Jismlarning molekulalari doimo harakatlanadi, shuning uchun ular kinetik energiyaga ega. Qattiq va suyuq jismlarning molekulalari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi, ya'ni ular ham potensial energiyaga ega. JANAMNI SOZLAGAN MOLEKULALARNING KINETIK VA POTENTSIAL ENERGIYALARI YIG'INISHI ICHKI ENERGIYA DEYILADI. [U]=J. Ichki energiyaga atomlarni tashkil etuvchi zarrachalar energiyasi ham kiradi.

Tananing ichki energiyasi turli xil issiqlik jarayonlarida o'zgarishi mumkin. Shunday qilib, qizdirilganda, masalan, molekulalarning harakat tezligi va shuning uchun ularning kinetik energiyasi ortadi. Jism qizdirilganda uning hajmi ortadi, molekulalar orasidagi masofalar o'zgaradi va shuning uchun ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi ham o'zgaradi. Ichki energiyadagi o'zgarishlar tana haroratining o'zgarishi bilan baholanishi mumkin. Tananing harorati oshishi bilan uning ichki energiyasi ortadi.

Ichki energiyani ikki xil tarzda o'zgartirish mumkin.

1. Agar tanada ish bajarilsa, u qiziydi, ya'ni. uning ichki energiyasi ortadi. Agar tananing o'zi tashqi jismlarga ishlasa, uning ichki energiyasi kamayadi. A=DU.

2. Ichki energiya issiqlik uzatish orqali ham o'zgarishi mumkin. ISSIQLIK O'TKAZISHI YOKI ISSIQLIK O'TKAZISHI ICHKINI O'ZGARTIRISh JARAYONIDIR. ISH QILMASIZ ENERGIYA. Shunday qilib, issiq pechka ustida turgan choynak issiqlik uzatish orqali energiya oladi.

Issiqlik uzatishning uch turi mavjud: issiqlik o'tkazuvchanligi - energiyani molekulalar bilan ularning o'zaro ta'sirida almashish orqali uzatish; konveksiya - energiyani qizdirilgan suyuqlik yoki gaz oqimlari orqali uzatish; radiatsiya - energiyaning elektromagnit to'lqinlar orqali uzatilishi. Bundan tashqari, issiqlik uzatishning oxirgi turi jismlarning to'g'ridan-to'g'ri aloqasini yoki ular orasida biron bir moddaning mavjudligini talab qilmaydi.

Issiqlik uzatishda uzatiladigan issiqlik energiyasining o'lchovi ISIQLIK MAKTORI - ICHKI ENERGIYANI ORGANIZA QABUL QILGAN YOKI CHIKARISh QISMI. [Q]=J. Q=DU.

TERMAL JARAYONLAR.

Amaliy masalalarni hal qilishda muhim rol o'ynaydigan ichki energiyaning o'zi emas, balki uning o'zgarishi D U = U 2 - U bitta. Ichki energiyaning o'zgarishi energiyaning saqlanish qonunlari asosida hisoblanadi.

Tananing ichki energiyasi ikki yo'l bilan o'zgarishi mumkin:

1. yasashda mexanik ish.

a) Agar tashqi kuch jismning deformatsiyasiga sabab bo'lsa, u holda uning tarkibidagi zarralar orasidagi masofalar o'zgaradi va shuning uchun zarralarning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi o'zgaradi. Elastik deformatsiyalar bilan, qo'shimcha ravishda, tananing harorati o'zgaradi, ya'ni. zarrachalarning issiqlik harakatining kinetik energiyasi o'zgaradi. Ammo tana deformatsiyalanganda, ish bajariladi, bu tananing ichki energiyasining o'zgarishining o'lchovidir.

b) jismning boshqa jism bilan noelastik to'qnashuvida uning ichki energiyasi ham o'zgaradi. Yuqorida ko‘rganimizdek, jismlarning noelastik to‘qnashuvi paytida ularning kinetik energiyasi pasayadi, u ichki energiyaga aylanadi (masalan, anvil ustida yotgan simni bolg‘a bilan bir necha marta ursangiz, sim qizib ketadi). Jismning kinetik energiyasini o'zgartirish o'lchovi, kinetik energiya teoremasiga ko'ra, ta'sir qiluvchi kuchlarning ishi. Bu ish ichki energiyadagi o'zgarishlarning o'lchovi sifatida ham xizmat qilishi mumkin.

v) tananing ichki energiyasining o'zgarishi ishqalanish kuchi ta'sirida sodir bo'ladi, chunki tajribadan ma'lumki, ishqalanish doimo ishqalanadigan jismlar haroratining o'zgarishi bilan birga keladi. Ishqalanish kuchining ishi ichki energiya o'zgarishining o'lchovi bo'lib xizmat qilishi mumkin.

2. Foydalanish issiqlik uzatish. Masalan, agar jismni yondirgich alangasiga qo'ysa, uning harorati o'zgaradi va shuning uchun uning ichki energiyasi ham o'zgaradi. Biroq, bu erda hech qanday ish bajarilmadi, chunki tananing o'zi ham, uning qismlari ham ko'rinadigan harakat yo'q edi.

Ish bajarmasdan tizimning ichki energiyasining o'zgarishi deyiladi issiqlik almashinuvi(issiqlik uzatish).

Issiqlik uzatishning uch turi mavjud: o'tkazuvchanlik, konveksiya va radiatsiya.

a) issiqlik o'tkazuvchanligi tana zarralarining termal xaotik harakati tufayli jismlar (yoki tana qismlari) o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri aloqada issiqlik almashinuvi jarayonidir. Qattiq jism molekulalarining tebranish amplitudasi qanchalik katta bo'lsa, uning harorati shunchalik yuqori bo'ladi. Gazlarning issiqlik o'tkazuvchanligi ularning to'qnashuvi paytida gaz molekulalari orasidagi energiya almashinuviga bog'liq. Suyuqlik holatida ikkala mexanizm ham ishlaydi. Moddaning issiqlik o'tkazuvchanligi qattiq holatda maksimal, gazsimon holatda esa minimal bo'ladi.

b) Konvektsiya suyuqlik yoki gazning qizdirilgan oqimlari bilan issiqlikni ular egallagan hajmning bir qismidan ikkinchisiga o'tkazishdir.

c) issiqlik uzatish da radiatsiya elektromagnit to'lqinlar yordamida masofada amalga oshiriladi.

Keling, ichki energiyani qanday o'zgartirishni batafsil ko'rib chiqaylik.

Issiqlik miqdori

Ma'lumki, turli xil mexanik jarayonlarda mexanik energiyaning o'zgarishi sodir bo'ladi V. Mexanik energiya o'zgarishining o'lchovi tizimga qo'llaniladigan kuchlarning ishi:

Issiqlik uzatish jarayonida tananing ichki energiyasida o'zgarish sodir bo'ladi. Issiqlik uzatish jarayonida ichki energiyaning o'zgarishi o'lchovi issiqlik miqdori hisoblanadi.

Issiqlik miqdori issiqlik uzatish jarayonida ichki energiya o'zgarishining o'lchovidir.

Shunday qilib, ish ham, issiqlik miqdori ham energiyaning o'zgarishini tavsiflaydi, lekin ichki energiya bilan bir xil emas. Ular tizimning o'zi holatini tavsiflamaydi (ichki energiya kabi), lekin holat o'zgarganda energiyaning bir shakldan ikkinchisiga (bir jismdan ikkinchisiga) o'tish jarayonini aniqlaydi va mohiyatan jarayonning xususiyatiga bog'liq.

Ish va issiqlik o'rtasidagi asosiy farq shundaki

§ ish energiyaning bir turdan ikkinchisiga (mexanikdan ichkiga) aylanishi bilan birga tizimning ichki energiyasini o'zgartirish jarayonini tavsiflaydi;

§ issiqlik miqdori energiya almashinuvi bilan birga bo'lmagan ichki energiyani bir jismdan ikkinchisiga (issiqdan kamroq issiqqa) o'tkazish jarayonini tavsiflaydi.

§ Issiqlik quvvati, haroratni 1 ° S ga o'zgartirish uchun sarflangan issiqlik miqdori. Qattiqroq ta'rifga ko'ra, issiqlik sig'imi- termodinamik kattalik, ifoda bilan aniqlanadi:

§ qaerda D Q- tizimga etkazilgan va Delta;T tomonidan uning haroratining o'zgarishiga sabab bo'lgan issiqlik miqdori. Cheklangan farq nisbati D Q/DT o'rtacha deb ataladi issiqlik sig'imi, cheksiz kichik qiymatlar nisbati d Q/dT- rost issiqlik sig'imi. Chunki d Q demak, davlat funktsiyasining to'liq farqi emas issiqlik sig'imi tizimning ikki holati o'rtasidagi o'tish yo'liga bog'liq. Farqlash issiqlik sig'imi butun tizim sifatida (J/K), o'ziga xos issiqlik sig'imi[J/(g K)], molyar issiqlik sig'imi[J/(mol K)]. Quyidagi barcha formulalar molyar qiymatlardan foydalanadi issiqlik sig'imi.

32-savol:

Ichki energiya ikki yo'l bilan o'zgarishi mumkin.

Issiqlik miqdori (Q) - issiqlik almashinuvi natijasida yuzaga keladigan tananing ichki energiyasining o'zgarishi.

Issiqlik miqdori SI tizimida joulda o'lchanadi.
[Q] = 1J.

Moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi berilgan moddaning birlik massasining haroratini 1 ° S ga o'zgartirish uchun qancha issiqlik kerakligini ko'rsatadi.
SI tizimidagi o'ziga xos issiqlik sig'imi birligi:
[c] = 1J/kg daraja C.

33-savol:

33 Termodinamikaning birinchi qonuni, sistema tomonidan qabul qilingan issiqlik miqdori uning ichki energiyasini o'zgartirishga va tashqi jismlar ustida ishlashga o'tadi. dQ=dU+dA, bu erda dQ - issiqlikning elementar miqdori, dA - elementar ish, dU - ichki energiyaning ortishi. Termodinamikaning birinchi qonunining izoproseslarga tatbiq etilishi
Termodinamik tizimlar bilan sodir bo'ladigan muvozanat jarayonlari orasida quyidagilar mavjud izoprotsesslar, bunda asosiy holat parametrlaridan biri doimiy saqlanadi.
Izoxorik jarayon (V= const). Ushbu jarayonning diagrammasi (izoxora) koordinatalarda R, V y o'qiga parallel to'g'ri chiziq sifatida tasvirlangan (81-rasm), bu erda jarayon 1-2 izoxorik isitish hisoblanadi, va 1 -3 - izoxorik sovutish. Izoxorik jarayonda gaz tashqi jismlarga ishlamaydi, Izotermik jarayon (T= const). Yuqorida aytib o'tilganidek, § 41, izotermik jarayon Boyl-Mariotte qonuni bilan tavsiflanadi
, gazning kengayishi paytida harorat pasaymasligi uchun, izotermik jarayon davomida gazni kengaytirishning tashqi ishiga ekvivalent issiqlik miqdori bilan ta'minlash kerak.

34-savol:

34 Adiabatik issiqlik almashinuvi bo'lmagan jarayon deb ataladi ( dQ= 0) tizim va atrof-muhit o'rtasida. Adiabatik jarayonlarga barcha tez jarayonlar kiradi. Masalan, tovushning muhitda tarqalish jarayonini adiabatik jarayon deb hisoblash mumkin, chunki tovush to'lqinining tarqalish tezligi shunchalik yuqoriki, to'lqin va muhit o'rtasida energiya almashinuvi sodir bo'lishga vaqt topa olmaydi. Adiabatik jarayonlar ichki yonuv dvigatellarida (tsilindrlarda yonuvchi aralashmaning kengayishi va siqilishi), sovutish moslamalarida va boshqalarda qo'llaniladi.
Termodinamikaning birinchi qonunidan ( dQ= d U+dA) adiabatik jarayon uchun bundan kelib chiqadi
p /S V =g , deb topamiz

Tenglamani p 1 dan p 2 gacha va shunga mos ravishda V 1 dan V 2 gacha bo'lgan diapazonda integrallash va potentsiallash orqali biz ifodaga kelamiz.

1 va 2 holatlar o'zboshimchalik bilan tanlanganligi sababli, biz yozishimiz mumkin

Orqaga oldinga

Diqqat! Slaydni oldindan ko'rish faqat ma'lumot olish uchun mo'ljallangan va taqdimotning to'liq hajmini ko'rsatmasligi mumkin. Agar siz ushbu ish bilan qiziqsangiz, to'liq versiyasini yuklab oling.

Dars maqsadlari:

• bilim va ijodiy faoliyat tajribasini ularga o'tkazish asosida talabalarning qiziqishlari va qobiliyatlarini rivojlantirish;
• o'quvchilarning energiya, ichki energiya, issiqlik almashinuvi va uning turlari: issiqlik o'tkazuvchanligi, nurlanish, konveksiya kabi muhim tushunchalar haqida tushunchasi;
• energiyaning saqlanish qonuni misolida o`quvchilarda tabiatning asosiy qonuniyatlari haqidagi tasavvurlarini shakllantirish.

Vazifalar:

• o`quvchilarning ichki energiya, uni o`zgartirish yo`llari haqidagi bilimlarni o`zlashtirish, atamalari bilan tanishish: issiqlik uzatish, issiqlik o`tkazuvchanlik, nurlanish;
• talabalarning tabiat hodisalarini kuzatish, eksperimental tadqiqotlar o'tkazish, xulosalar chiqarish qobiliyatini shakllantirish;
• tabiiy hodisa, empirik tarzda tasdiqlangan fakt, tajriba natijasi kabi umumiy ilmiy tushunchalarni talabalar tomonidan o'zlashtirish.

Dars turi: birlashtirilgan.

Namoyishlar:

• mexanik energiyaning o'zgarishi (rezina shar va Maksvell mayatnikining harakati misolida);
• mexanik energiyaning ichki energiyaga aylanishi (masalan, qo'rg'oshin to'pining qo'rg'oshin plastinkasiga tushishi);
• (Perishkin A.V. Fizika-8) darslikning 4 va 5-rasmlari boʻyicha ichki energiyaning oʻzgarishi, tangani sham alangasida qizdirish va uni yogʻoch oʻlchagichga surtishda qoʻrgʻoshinni bolgʻacha zarb bilan qizdirish;
• darslikdagi 6-9-rasmga muvofiq tajribalar (A. V. Peryshkin, Fizika-8);
• darslikda (Peryshkin A. V. Fizika-8) 10.11-rasm bo'yicha tajribalar.
• yonayotgan shamdan yoritilgan ekranga proyeksiyada konveksiya oqimlarini kuzatish misolida gazlardagi konveksiyani kuzatish;
• konveksiya hodisasidan foydalanadigan lampalarni namoyish qilish;
• issiqlik qabul qilgichdagi havoni radiatsiya bilan isitish;
• turli moddalarning singdirish qobiliyatini ko'rsatish.

Darslar davomida

Eslatma:

Ushbu taqdimotda taqdim etilgan materiallar issiqlik hodisalarini keyingi o'rganish uchun muhim bo'lgan bir nechta mavzularni o'z ichiga oladi, ular bir nechta darslarda va yangi mavzuni tushuntirishda va 8-sinfda va molekulyar fizikani o'rganishda umumiy takrorlash bilan foydalanish uchun mo'ljallangan. 10-sinfda.

Mavzu bo'yicha olingan bilimlarni fizika bo'yicha muammolar to'plamida etarlicha ifodalangan masalalar misollaridan foydalangan holda mustahkamlash tavsiya etiladi:

• A.V. Peryshkin Fizikadan 7-9-sinflarda muammolar to'plami, ed. "Imtihon" M., 2013 yil.
• VA DA. Lukashik, E.V. Ivanova Fizikadan 7-9-sinflar uchun muammolar to'plami, ed. "Ma'rifat" OAJ "Moskva darsliklari", M., 2001 y.
• va boshqalar.

Shuning uchun, bu taqdimot ushbu darsning maqsad va vazifalaridan kelib chiqqan holda darsda qisman va (yoki) to'liq qo'llanilishi mumkin. Masalan, yangi materialni o'rganishda.

Yangi materialni tushuntirish:

Ichki energiya tushunchasini shakllantirishdan boshlab, talabalarni jismlarning mexanik energiyasi haqida bilganlarini eslab qolishga taklif qilish kerak.

Talabalar uchun savollar:

1. Jismlar qachon energiyaga ega deyiladi?
2. Mexanik energiyaning qanday turlari mavjud?
3. Qaysi jismlarning kinetik energiyasi bor va u nimaga bog'liq?
4. Tananing potentsial energiyasi nimaga bog'liq?
5. Mexanik energiyaning aylanishiga misollar keltiring.

(2-5-slaydlar)

slayd 2

slayd 3

slayd 4

slayd 5

Ichki energiya kontseptsiyasining shakllanishi qo'rg'oshin to'pi qo'rg'oshin plastinka bilan to'qnashganda energiya saqlanish qonunining aniq "buzilishi" g'oyasiga asoslanadi.

Tajriba raqami 1. Qo'rg'oshin to'pining qo'rg'oshin plastinkasida to'qnashuvi. Energiyaning saqlanish qonunining “buzilishi” va qoʻrgʻoshin sharining zarbadan keyingi holatini oʻrganishga asoslanib, ular barcha jismlarda ichki energiya deb ataladigan energiya bor, degan xulosaga kelishadi (6-8-slayd).

slayd 6

Slayd 7

Slayd 8

Keyinchalik, o'quvchilarga ichki energiya va jismlarning mexanik energiyasi o'rtasidagi farqni tushuntirish kerak. Xulosa qilish kerakki, jismlarning ichki energiyasi tananing mexanik energiyasiga bog'liq emas, balki tananing harorati va moddaning agregatsiya holatiga bog'liq. Boshqacha qilib aytganda, tananing ichki energiyasi tanani tashkil etuvchi zarrachalarning harakat tezligi va ularning nisbiy holati bilan belgilanadi.

Yangi materialni o'rganishning keyingi bosqichi tananing ichki energiyasini o'zgartirish usullarini o'rganishdir. Tajribalar ishni bajarishda (tanada va tananing o'zida) va issiqlik uzatish paytida tananing ichki energiyasini o'zgartirish mumkinligini aniq ko'rsatishi mumkin.

Bu quyidagi tajribalar:

1. Tana ustida ish bajarish orqali ichki energiyaning o'zgarishi.

Tajriba raqami 2. Tangani yog'och o'lchagichga, kaftlarni bir-biriga surting. Talabalar xulosa qiladilar: tananing ichki energiyasi oshdi.

Tajriba raqami 3. Havo chaqmoq toshini oling. Tez siqish bilan havo shunchalik qiziydiki, piston ostidagi silindrdagi efir bug'lari yonadi. Talabalar xulosa qiladilar: tananing ichki energiyasi oshdi.

2. Tananing o'zi tomonidan ishni bajarishda ichki energiyaning o'zgarishi.

Tajriba raqami 4. Qopqoq bilan yopilgan qalin devorli shisha idishda biz havoni nasos bilan maxsus teshikdan pompalaymiz. Biroz vaqt o'tgach, mantar idishdan uchib chiqadi. Qo'ziqorin idishdan uchib chiqayotgan paytda, o'quvchilar e'tiborini shisha idishda tuman hosil bo'lishiga qaratish kerak, bu havo harorati va undagi suv bug'ining pasayishidan dalolat beradi. Talabalar xulosa qiladilar: tananing ichki energiyasi kamaydi.

3. Issiqlik uzatish orqali ichki energiyaning o'zgarishi.

Kundalik hayotdan olingan tajribalarga asoslanib (issiq choyga botirilgan qoshiq isitiladi, xonada o'chirilgan issiq dazmol soviydi).

Barcha misollar va tajribalar asosida umumiy xulosa chiqariladi: tananing ichki energiyasi vaqt o'tishi bilan bu jismning uni o'rab turgan jismlar bilan issiqlik almashinuvi paytida va mexanik ishlarni bajarishda (slayd) o'zgarishi (ko'payishi yoki kamayishi) mumkin. 9).

Slayd 9

Issiqlik uzatish mexanizmlari va usullarini tavsiflashda talabalar e'tiborini issiqlik almashinuvi doimo ma'lum bir yo'nalishda sodir bo'lishiga qaratish kerak: harorat yuqori bo'lgan jismdan past haroratli jismga, bu esa mohiyatan olib keladi. talabalarni termodinamikaning ikkinchi qonuni g'oyasi bilan tanishtirish.

Slayd 10

Har xil turdagi issiqlik uzatishni ko'rib chiqish issiqlik o'tkazuvchanligidan boshlanadi. Ushbu hodisani o'rganish uchun ko'rib chiqing tajriba raqami 5 metall tayoqni isitish bilan (Peryshkin A.V. Fizika-8 darsligiga qarang) Tajriba natijalariga ko'ra talabalar tananing bir qismidan ikkinchisiga issiqlik o'tkazish faktini aniqlaydilar va buni tushuntiradilar.

Keyin issiqlikni yaxshi va yomon o'tkazuvchilar tushunchasi kiritiladi. Vizual ravishda oddiy tarzda namoyish eting tajribalar No 6, No 7, No 8 darslikda tasvirlangan (A.V. Peryshkin Fizika-8) moddalarning turli issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlik o'tkazishning turli usullarida jismlarning xususiyatlaridan texnologiyada, kundalik hayotda va tabiatda foydalanishni ko'rib chiqing (11-13-slayd).

slayd 11

slayd 12

slayd 13

Konvektsiya hodisasini o'rganish quyidagi formuladan boshlanadi tajriba raqami 9: suv bilan to'ldirilgan probirka probirkaning yuqori qismidagi spirt lampada qizdiriladi. Shu bilan birga, suv probirkaning pastki qismida sovuq bo'lib qoladi va yuqori qismida qaynaydi. Talabalar suv issiqlikni yomon o'tkazuvchi degan xulosaga kelishadi. Lekin! Talabalarga savol: Suv, masalan, choynakda qanday isitiladi? Nega?

Quyidagi amallarni bajarsak, bu savollarga javob olamiz tajriba raqami 10: biz pastdan suv solingan kolbani alkogolli chiroqda isitamiz, uning pastki qismiga konveksiya oqimlarini bo'yash uchun kaliy permanganat kristali qo'yiladi.

Gazlardagi konvektsiyani ko'rsatish uchun siz proyektordan foydalanishingiz va ekrandagi proyeksiyada yonayotgan shamdan keladigan konveksiya oqimlarini kuzatishingiz mumkin.

Tabiatdagi konvektsiyaga misol sifatida kechayu kunduz shabadalarining shakllanishi, texnologiyada esa - bacalarda qoralama hosil bo'lishi, suvni isitishdagi konvektsiya, ichki yonish dvigatelini suv bilan sovutish (slayd 14-15).

Slayd 14

slayd 15

Issiqlik uzatish usullaridan biri sifatida radiatsiya tushunchasini quyidagi savoldan boshlash mumkin: “Quyosh energiyasini issiqlik o'tkazuvchanligi orqali Yerga o'tkazish mumkinmi? Konvektsiyami? Talabalar bu mumkin emas degan xulosaga kelishadi va shuning uchun issiqlikni uzatishning yana bir usuli bor.

Siz radiatsiya bilan tanishishni davom ettirishingiz mumkin tajriba raqami 11 suyuq bosim o'lchagichga ulangan va elektr pechka yonidan bir oz masofada joylashgan issiqlik qabul qilgichni isitish orqali

Talabalarga savol beriladi: nega issiqlik qabul qiluvchidagi havo qiziydi? Axir bu erda issiqlik o'tkazuvchanligi va konvektsiya istisno qilinadi. Muammoli vaziyat yuzaga keladi, uni muhokama qilish natijasida talabalar bu holatda u ko'rinmas nurlar yordamida maxsus uzatish turi - radiatsiya - issiqlik uzatishga ega degan xulosaga keladi.

Keyingi tajriba raqami 12 Turli sirtli jismlarning energiyani yutish qobiliyati har xil ekanligini aniqlang. Buning uchun issiqlik qabul qiluvchi ishlatiladi, unda bir yuzasi porloq metall, ikkinchisi qora va qo'poldir.

Tushuntirish oxirida tabiat va texnologiyadagi nurlanishga misollar keltirish mumkin (slayd 16-17).

slayd 16