1.ответьте на вопросы
а.что характеризует плотность вещества?
б. в каких единицах измеряется масса?
в. как найти объем тела, представляющего собой прямоугольный параллелепипед?
г. как найти объем тела неправильной формы?
д. что показывает плотность вещества?
е. плотность вещества 8,9 г/см3. какова его плотность в кг/м3?
ж. по какой формуле можно рассчитать плотность вещества?

2.переведите
54 г = кг, 4,5 т = кг, 10 мг = кг,
1000 см3 = м3, 500 мг = кг, 2500 см3 = м3,
1500 г = кг, 250 см3 = м3, 6,2 т = кг.

3. выберите правильный ответ
а.плотность вещества любого тела показывает, чему равен объём тела, взятого массой 1 кг.
б. плотность тела показывает, чему равна масса вещества, которая приходится на 1 мм3 его объёма.
в.плотность показывает, чему равна масса вещества, взятого в объёме 1 м3 (или 1 см3 ).
г. плотность показывает, чему равна плотность вещества взятого массой в единицу массы на любой объём.

4. выберите правильный ответ
а. тела объёмом 1 м3 каждое, изготовленные из разных веществ, имеют разные массы.
б. тела объёмом 1 м3 каждое, изготовленное из разных веществ, имеют равные массы.
в. тела объёмом 1 м3 каждое, изготовленные из одинаковых веществ, имеют разные массы.
г. тела объёмом 1 м3 каждое, изготовленные из разных веществ одинаковой плотности, имеют разные массы.

5. выберите правильный ответ
1.в каком агрегатном состоянии плотность вещества минимальная?
2.в каком агрегатном состоянии плотность вещества максимальная?
а. твердом, б. жидком, в. газообразном

6. выберите правильный ответ
при нагревании тело расширяется при этом его плотность …
а.не изменяется, б.уменьшается, в.увеличивается

Для описания этих изменений вводят функцию состояния - внутреннюю энергию U и две функции перехода - теплоту Q и работу A. Математическая формулировка первого закона:

dU = Q - A (дифференциальная форма) (2.1)

U = Q - A (интегральная форма) (2.2)

Буква в уравнении (2.1) отражает тот факт, что Q и A - функции перехода и их бесконечно малое изменение не является полным дифференциалом.

В уравнениях (2.1) и (2.2) знаки теплоты и работы выбраны следующим образом. Теплота считается положительной, если она передается системе. Напротив, работа считается положительной, если она совершается системой над окружающей средой.

Существуют разные виды работы: механическая, электрическая, магнитная, поверхностная и др. Бесконечно малую работу любого вида можно представить как произведение обобщенной силы на приращение обобщенной координаты, например:

Aмех = p. dV; Aэл = . dе; Aпов = . dW (2.3)

( - электрический потенциал, e - заряд, - поверхностное натяжение, W - площадь поверхности). С учетом (2.3), дифференциальное выражение первого закона можно представить в виде:

dU = Q - p. dV Aнемех (2.4)

В дальнейшем изложении немеханическими видами работы мы будем, по умолчанию, пренебрегать.

Механическую работу, производимую при расширении против внешнего давления pex, рассчитывают по формуле:

A = (2.5)

Если процесс расширения обратим, то внешнее давление отличается от давления системы (например, газа) на бесконечно малую величину: pex = pin - dp и в формулу (2.5) можно подставлять давление самой системы, которое определяется по уравнению состояния.

Проще всего рассчитывать работу, совершаемую идеальным газом, для которого известно уравнение состояния p = nRT / V (табл. 1).

Таблица 1. Работа идеального газа в некоторых процессах расширения V1 V2:

Процесс

A

Расширение в вакуум

0

Расширение против постоянного внешнего давления p

p (V2-V1)

Изотермическое обратимое расширение

nRT ln(V2/V1)

Адиабатическое обратимое расширение

nCV(T1-T2)

При обратимом процессе совершаемая работа максимальна.

Теплота может переходить в систему при нагревании. Для расчета теплоты используют понятие теплоемкости, которая определяется следующим образом:

C = (2.6)

Если нагревание происходит при постоянном объеме или давлении, то теплоемкость обозначают соответствующим нижним индексом:

CV = ; Cp = . (2.7)

Из определения (2.6) следует, что конечную теплоту, полученную системой при нагревании, можно рассчитать как интеграл:

Q = (2.8)

Теплоемкость - экспериментально измеряемая экстенсивная величина. В термодинамических таблицах приведены значения теплоемкости при 298 К и коэффициенты, описывающие ее зависимость от температуры. Для некоторых веществ теплоемкость можно также оценить теоретически методами статистической термодинамики (гл. 12). Так, при комнатной температуре для одноатомных идеальных газов мольная теплоемкость CV = 3/2 R, для двухатомных газов CV = 5/2 R.

Теплоемкость определяется через теплоту, переданную системе, однако ее можно связать и с изменением внутренней энергии. Так, при постоянном объеме механическая работа не совершается и теплота равна изменению внутренней энергии: QV = dU, поэтому

CV = . (2.9)

При постоянном давлении теплота равна изменению другой функции состояния, которую называют энтальпией:

Qp = dU + pdV = d (U+pV) = dH, (2.10)

где H = U+pV - энтальпия системы. Из (2.10) следует, что теплоемкость Cp определяет зависимость энтальпии от температуры.

Cp = . (2.11)

Из соотношения между внутренней энергией и энтальпией следует, что для моля идеального газа

Cp - CV = R. (2.12)

Внутреннюю энергию можно рассматривать, как функцию температуры и объема:

(2.13)

Для идеального газа экспериментально обнаружено, что внутренняя энергия не зависит от объема, , откуда можно получить калорическое уравнение состояния:

dU = CV dT,

(2.14)

В изотермических процессах с участием идеального газа внутренняя энергия не изменяется, и работа расширения происходит только за счет поглощаемой теплоты.

Возможен и совсем иной процесс. Если в течение процесса отсутствует теплообмен с окружающей средой ( Q = 0), то такой процесс называют адиабатическим. В адиабатическом процессе работа может совершаться только за счет убыли внутренней энергии. Работа обратимого адиабатического расширения идеального газа:

A = - U = nCV (T1-T2) (2.15)

(n - число молей, CV - мольная теплоемкость). Эту работу можно также выразить через начальные и конечные давление и объем:

A = (2.16)

где = Cp / CV.

При обратимом адиабатическом расширении идеального газа давление и объем связаны соотношением (уравнением адиабаты):

pV = const. (2.17)

В уравнении (2.17) важны два момента: во-первых, это уравнение процесса, а не уравнение состояния; во-вторых, оно справедливо только для обратимого адиабатического процесса. Это же уравнение можно записать в эквивалентном виде:

TV -1 = const, (2.18)

T p1- = const. (2.19)

Объяснение:

как смогла

урист движется с постоянной скоростью по прямой из пункта A в пункт B, расстояние между которыми l = 2 км. Возвращаясь обратно с прежней скоростью, он обнаружил, что перпендикулярно к направлению его движения распахана полоса шириной d = 200 м. На сколько процентов изменилось время прохождения обратного пути, если скорость туриста на вспаханном участке была в n = 1,5 раза меньшей, чем на остальной части пути?

   3. Какой максимальный объём воды плотностью ρ1 = 1,0 г/см3 можно налить в H-образную несимметричную трубку с открытыми верхними концами, частично заполненную маслом плотностью ρ2 = 0,8 г/см3? Площадь горизонтального сечения вертикальных частей трубки равна S. Объёмом горизонтальной части трубки можно пренебречь. Вертикальные размеры трубки и высота столба масла приведены на рисунке (высоту h считать заданной).
   Примечание. Затыкать открытые концы трубки, наклонять её или выливать из неё масло запрещено.