Молекулярно-кинетический смысл температуры.

Основное уравнение МКТ показывает, что давление прямо пропорционально произведению массы молекулы на средний квадрат скорости молекул и на концентрацию молекул. Оно получено теоретическим путем и не поддается прямой экспериментальной проверке, т.к. для этого надо научиться измерять все входящие в него микропараметры. Хотелось бы получить какое-нибудь следствие из этого уравнения, связывающее макропараметры, и проверить его на опыте. Преобразуем основное уравнение следующим образом:

Итак, одну зависимость мы уже выявили: давление прямо пропорционально абсолютной температуре и при n = const.

Проще всего добиться постоянства концентрации, замкнув газ в герметичный сосуд. Тогда количество молекул и объем газа будут величинами постоянными, постоянным будет и их отношение, т.е. концентрация (n = N / V). Соответствующий закон был действительно открыт в 1787 году французским физиком Шарлем.

Попробуйте самостоятельно предсказать, пользуясь уравнением p = nkT, характер зависимости давления газа от его объема при постоянной температуре. Может быть, вам удастся предположить, как должен зависеть объем от абсолютной температуры при постоянном давлении?

42. Работа сил электростатического поля при перемещении в нем заряда.

Элементарная работа, совершаемая силой F при перемещении точечного электрического заряда из одной точки электростатического поля в другую на отрезке пути , по определению равна

где - угол между вектором силы F и направлением движения . Если работа совершается внешними силами, то dA0.

43. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Потенциальный характер электростатического поля.

В случае, если в электростатическом поле точечного заряда Q из точки 1 в точку 2 вдоль какой-либо траектории (рис. 1) двигается другой точечный заряд Q₀, то сила, которая приложена к заряду, совершает некоторую работу. Работа силы F на элементарном перемещении d l равна

Так как d l /cosα =dr, то

Работа при перемещении заряда Q₀ из точки 1 в точку 2

(1)

от траектории перемещения не зависит, а определяется только положениями начальной 1 и конечной 2 точек. Значит, электростатическое поле точечного заряда является потенциальным, а электростатические силы — консервативными

Из формулы (1) видно, что работа, которая совершается при перемещении электрического заряда во внешнем электростатическом поле по произвольному замкнутому пути L, равна нулю, т.е.

(2)

Если в качестве заряда, которого перемещают в электростатическом поле, взять единичный точечный положительный заряд, то элементарная работа сил поля на пути d l равна Е d l = E _l d l, где E _l = Ecosα — проекция вектора Е на направление элементарного перемещения. Тогда формулу (2) можно представить в виде

(3)

Интеграл называется циркуляцией вектора напряженности. Значит, циркуляция вектора напряженности электростатического поля вдоль любого замкнутого контура равна нулю. Силовое поле, которое обладает свойством (3), называется потенциальным. Из равенства нулю циркуляции вектора Е следует, что линии напряженности электростатического поля не могут быть замкнутыми, они обязательно начинаются и кончаются на зарядах (на положительных или отрицательных) или же идут в бесконечность.

Формула (3) верна только для электростатического поля. В дальнейшем будет показано, что с случае поля движущихся зарядов условие (3) не верно (для него циркуляция вектора напряженности отлична от нуля).

Рис.1

44. Потенциал и разность потенциалов. Потенциал точечного заряда.

Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду:

- энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.