Ang paggalaw na may pare-parehong acceleration ay isang paggalaw kung saan ang acceleration vector ay nananatiling pare-pareho sa magnitude at direksyon. Ang isang halimbawa ng ganitong uri ng paggalaw ay ang paggalaw ng isang punto sa isang gravity field (parehong patayo at sa isang anggulo sa abot-tanaw).

Gamit ang kahulugan ng acceleration makuha natin ang sumusunod na kaugnayan

Pagkatapos ng pagsasama, mayroon tayong pagkakapantay-pantay
.

Isinasaalang-alang ang katotohanan na ang instantaneous velocity vector ay
, magkakaroon tayo ng sumusunod na expression

Ang pagsasama ng huling expression ay nagbibigay ng sumusunod na kaugnayan

. Mula sa kung saan nakuha namin ang equation ng paggalaw ng isang punto na may pare-pareho ang pagbilis

.

Mga halimbawa ng vector equation ng paggalaw ng isang materyal na punto

Uniform linear motion (
):

. (1.7)

Ang paggalaw na may patuloy na pagbilis (
):

. (1.8)

Ang pag-asa ng bilis sa oras kapag ang isang punto ay gumagalaw nang may pare-parehong pagbilis ay may anyo:

. (1.9)

Mga tanong para sa pagpipigil sa sarili.

Bumuo ng isang kahulugan ng mekanikal na paggalaw.

Ibigay ang kahulugan ng isang materyal na punto.

Paano tinutukoy ang posisyon ng isang materyal na punto sa espasyo sa paraan ng vector ng paglalarawan ng paggalaw?

Ano ang kakanyahan ng paraan ng vector ng paglalarawan ng mekanikal na paggalaw? Anong mga katangian ang ginagamit upang ilarawan ang kilusang ito?

Magbigay ng mga kahulugan ng mga vectors ng average at instantaneous speed. Paano tinutukoy ang direksyon ng mga vector na ito?

Tukuyin ang mga vectors ng average at instantaneous accelerations.

Alin sa mga relasyon ang equation ng paggalaw ng isang punto na may pare-pareho ang pagbilis? Anong relasyon ang tumutukoy sa dependence ng velocity vector sa oras?

§1.2. Coordinate na paraan ng paglalarawan ng paggalaw

Sa paraan ng coordinate, isang coordinate system (halimbawa, Cartesian) ang pinili upang ilarawan ang kilusan. Ang reference point ay mahigpit na naayos sa napiling katawan ( katawan ng sanggunian). Hayaan
unit vectors na nakadirekta sa mga positibong panig ng OX, OY at OZ axes, ayon sa pagkakabanggit. Ang posisyon ng punto ay ibinibigay ng mga coordinate
.

Ang instantaneous velocity vector ay tinukoy bilang mga sumusunod:

saan
projection ng velocity vector sa coordinate axes, at
derivatives ng mga coordinate na may paggalang sa oras.

Ang haba ng velocity vector ay nauugnay sa mga projection nito sa pamamagitan ng kaugnayan:

. (1.11)

Para sa instantaneous acceleration vector, ang kaugnayan ay totoo:

saan
projection ng acceleration vector sa mga coordinate axes, at
time derivatives ng velocity vector projection.

Ang haba ng instantaneous acceleration vector ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

. (1.13)

Mga halimbawa ng mga equation ng paggalaw ng isang punto sa isang Cartesian coordinate system

. (1.14)

Mga equation ng paggalaw:
. (1.15)

Ang mga dependency ng mga projection ng velocity vector sa mga coordinate axes sa oras:

(1.16)

Mga tanong para sa pagpipigil sa sarili.

Ano ang kakanyahan ng coordinate na paraan ng paglalarawan ng paggalaw?

Ano ang relasyon na tumutukoy sa instantaneous velocity vector? Anong formula ang ginagamit upang kalkulahin ang magnitude ng velocity vector?

Ano ang relasyon na tumutukoy sa instantaneous acceleration vector? Anong formula ang ginagamit upang kalkulahin ang magnitude ng instantaneous acceleration vector?

Anong mga relasyon ang tinatawag na mga equation ng pare-parehong paggalaw ng isang punto?

Anong mga relasyon ang tinatawag na mga equation ng paggalaw na may patuloy na pagbilis? Anong mga formula ang ginagamit upang kalkulahin ang projection ng instantaneous velocity ng isang punto sa coordinate axis?

Ang rectilinear motion na may pare-parehong acceleration ay tinatawag na uniformly accelerated kung ang velocity module ay tumataas sa paglipas ng panahon, o uniformly deceleration kung ito ay bumababa.

Ang isang halimbawa ng pinabilis na paggalaw ay isang palayok ng bulaklak na nahuhulog mula sa balkonahe ng isang mababang gusali. Sa simula ng taglagas, ang bilis ng palayok ay zero, ngunit sa loob ng ilang segundo ito ay namamahala upang tumaas sa sampu-sampung m / s. Ang isang halimbawa ng mabagal na paggalaw ay ang paggalaw ng isang bato na inihagis nang patayo pataas, ang bilis nito sa una ay mataas, ngunit pagkatapos ay unti-unting bumababa sa zero sa tuktok na punto ng tilapon. Kung pababayaan natin ang puwersa ng air resistance, kung gayon ang acceleration sa parehong mga kasong ito ay magiging pareho at katumbas ng acceleration ng free fall, na palaging nakadirekta nang patayo pababa, na tinutukoy ng letrang g at katumbas ng humigit-kumulang 9.8 m/s2 .

Ang acceleration dahil sa gravity, g, ay sanhi ng gravitational force ng Earth. Ang puwersang ito ay nagpapabilis sa lahat ng mga katawan na lumilipat patungo sa lupa at nagpapabagal sa mga lumalayo dito.

kung saan ang v ay ang bilis ng katawan sa oras t, mula sa kung saan, pagkatapos ng mga simpleng pagbabago, nakuha natin equation para sa bilis kapag gumagalaw nang may patuloy na pagbilis: v = v0 + at

8. Mga equation ng paggalaw na may patuloy na pagbilis.

Upang mahanap ang equation para sa bilis sa panahon ng linear na paggalaw na may pare-parehong acceleration, ipagpalagay natin na sa oras na t=0 ang katawan ay may paunang bilis na v0. Dahil ang acceleration a ay pare-pareho, ang sumusunod na equation ay wasto para sa anumang oras t:

kung saan ang v ay ang bilis ng katawan sa oras t, mula sa kung saan, pagkatapos ng mga simpleng pagbabago, nakukuha natin ang equation para sa bilis kapag gumagalaw nang may pare-parehong pagbilis: v = v0 + sa

Upang makakuha ng isang equation para sa landas na nilakbay sa panahon ng rectilinear motion na may patuloy na acceleration, gumawa muna kami ng isang graph ng bilis laban sa oras (5.1). Para sa a>0, ang graph ng dependence na ito ay ipinapakita sa kaliwa sa Fig. 5 (asul na tuwid na linya). Tulad ng itinatag namin sa §3, ang paggalaw na nagawa sa oras na t ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagkalkula ng lugar sa ilalim ng bilis kumpara sa curve ng oras sa pagitan ng mga sandali t=0 at t. Sa aming kaso, ang figure sa ilalim ng curve, na napapalibutan ng dalawang vertical na linya t = 0 at t, ay isang trapezoid OABC, ang lugar kung saan ang S, tulad ng kilala, ay katumbas ng produkto ng kalahati ng kabuuan ng mga haba. ng mga base OA at CB at ang taas OC:

Gaya ng makikita sa Fig. 5, OA = v0, CB = v0 + at, at OC = t. Ang pagpapalit ng mga halagang ito sa (5.2), nakuha namin ang sumusunod na equation para sa displacement S na ginawa sa oras t sa panahon ng rectilinear motion na may pare-parehong acceleration a sa isang paunang bilis v0:

Madaling ipakita na ang formula (5.3) ay wasto hindi lamang para sa paggalaw na may acceleration a>0, kung saan ito hinango, kundi pati na rin sa mga kaso kapag ang isang<0. На рис.5 справа красными линиями показаны графики зависимости S при положительных (верх) и отрицательных (низ) значениях a, построенные по формуле (5.3) для различных величин v0. Видно, что в отличие от равномерного движения (см. рис. 3), график зависимости перемещения от времени является параболой, а не прямой, показанной для сравнения пунктирной линией.

9. Libreng pagkahulog ng mga katawan. Paggalaw na may patuloy na pagbilis dahil sa gravity.

Ang libreng pagbagsak ng mga katawan ay ang pagbagsak ng mga katawan sa Earth sa kawalan ng air resistance (sa vacuum)

Ang acceleration kung saan nahuhulog ang mga katawan sa Earth ay tinatawag na acceleration of gravity. Ang free fall acceleration vector ay ipinahiwatig ng simbolo; ito ay nakadirekta patayo pababa. Sa iba't ibang mga punto sa globo, depende sa heyograpikong latitude at altitude sa itaas ng antas ng dagat, ang numerical na halaga ng g ay hindi pareho, mula sa humigit-kumulang 9.83 m/s2 sa mga pole hanggang 9.78 m/s2 sa ekwador. Sa latitude ng Moscow g = 9.81523 m/s2. Karaniwan, kung ang mataas na katumpakan ay hindi kinakailangan sa mga kalkulasyon, kung gayon ang numerical na halaga ng g sa ibabaw ng Earth ay kukunin na katumbas ng 9.8 m/s2 o kahit na 10 m/s2.

Ang isang simpleng halimbawa ng libreng pagkahulog ay isang katawan na bumabagsak mula sa isang tiyak na taas h nang walang paunang bilis. Ang libreng pagkahulog ay isang linear na paggalaw na may patuloy na pagbilis.

Ang isang perpektong libreng pagkahulog ay posible lamang sa isang vacuum, kung saan walang air resistance, at anuman ang masa, density at hugis, lahat ng mga katawan ay mabilis na bumagsak, ibig sabihin, sa anumang sandali ng oras ang mga katawan ay may parehong agarang bilis at accelerations.

Ang lahat ng mga formula para sa pare-parehong pinabilis na paggalaw ay naaangkop sa mga malayang bumabagsak na katawan.

Ang laki ng bilis sa panahon ng libreng pagkahulog ng isang katawan anumang oras:

galaw ng katawan:

Sa kasong ito, sa halip na acceleration a, ang acceleration ng gravity g = 9.8 m/s2 ay ipinapasok sa mga formula para sa pare-parehong pinabilis na paggalaw.

10. Paggalaw ng mga katawan. TRANSLATIONAL MOTION NG ISANG MAHIGPIT NA KATAWAN

Ang galaw ng pagsasalin ng isang matibay na katawan ay isang galaw kung saan ang bawat tuwid na linya, na palaging konektado sa katawan, ay gumagalaw nang kahanay sa sarili nito. Upang gawin ito, sapat na ang dalawang di-parallel na linya na konektado sa katawan ay gumagalaw parallel sa kanilang sarili. Sa panahon ng paggalaw ng pagsasalin, ang lahat ng mga punto ng katawan ay naglalarawan ng magkatulad, magkatulad na mga tilapon at may parehong mga bilis at acceleration sa anumang oras. Kaya, ang paggalaw ng pagsasalin ng isang katawan ay tinutukoy ng paggalaw ng isa sa mga punto nito O.

Sa pangkalahatang kaso, ang translational motion ay nangyayari sa tatlong-dimensional na espasyo, ngunit ang pangunahing tampok nito - ang pagpapanatili ng parallelism ng anumang segment sa sarili nito - ay nananatiling may bisa.

Unti-unting gumagalaw, halimbawa, ang elevator car. Gayundin, sa unang pagtataya, ang Ferris wheel cabin ay gumagawa ng translational motion. Gayunpaman, mahigpit na pagsasalita, ang paggalaw ng Ferris wheel cabin ay hindi maaaring ituring na progresibo. Kung ang isang katawan ay gumagalaw sa pagsasalin, kung gayon upang ilarawan ang paggalaw nito ay sapat na upang ilarawan ang paggalaw ng isang di-makatwirang punto (halimbawa, ang paggalaw ng sentro ng masa ng katawan).

Kung ang mga katawan na bumubuo sa isang saradong mekanikal na sistema ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa lamang sa pamamagitan ng mga puwersa ng grabidad at pagkalastiko, kung gayon ang gawain ng mga puwersang ito ay katumbas ng pagbabago sa potensyal na enerhiya ng mga katawan, na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda: A = –(E р2 – E р1).

Ayon sa kinetic energy theorem, ang gawaing ito ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy ng mga katawan

Kaya naman

O E k 1 + E p 1 = E k 2 + E p 2.

Ang kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya ng mga katawan na bumubuo sa isang saradong sistema at nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng gravitational at elastic na pwersa ay nananatiling hindi nagbabago.

Ang pahayag na ito ay nagpapahayag ng batas ng konserbasyon ng enerhiya sa mga prosesong mekanikal. Ito ay bunga ng mga batas ni Newton. Ang kabuuan E = E k + E p ay tinatawag na kabuuang mekanikal na enerhiya. Ang batas ng pag-iingat ng mekanikal na enerhiya ay nasiyahan lamang kapag ang mga katawan sa isang saradong sistema ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga konserbatibong pwersa, iyon ay, mga puwersa kung saan ang konsepto ng potensyal na enerhiya ay maaaring ipakilala.

Ang mekanikal na enerhiya ng isang saradong sistema ng mga katawan ay hindi nagbabago kung ang mga konserbatibong pwersa lamang ang kumikilos sa pagitan ng mga katawan na ito. Ang mga konserbatibong pwersa ay ang mga puwersa na ang trabaho sa anumang saradong tilapon ay katumbas ng zero. Ang gravity ay isa sa mga konserbatibong pwersa.

Sa totoong mga kondisyon, ang mga gumagalaw na katawan ay halos palaging kumikilos, kasama ang mga puwersa ng gravitational, mga puwersang nababanat at iba pang mga konserbatibong pwersa, ng mga puwersang frictional o mga puwersa ng paglaban sa kapaligiran.

Ang friction force ay hindi konserbatibo. Ang gawaing ginawa ng friction force ay depende sa haba ng landas.

Kung ang mga puwersa ng friction ay kumikilos sa pagitan ng mga katawan na bumubuo sa isang saradong sistema, kung gayon ang mekanikal na enerhiya ay hindi natipid. Ang bahagi ng mekanikal na enerhiya ay na-convert sa panloob na enerhiya ng mga katawan (pag-init).

Sa anumang pisikal na pakikipag-ugnayan, ang enerhiya ay hindi lilitaw o nawawala. Nagbabago lamang ito mula sa isang anyo patungo sa isa pa.

Ang isa sa mga kahihinatnan ng batas ng konserbasyon at pagbabagong-anyo ng enerhiya ay ang pahayag tungkol sa imposibilidad ng paglikha ng isang "perpetual motion machine" (perpetuum mobile) - isang makina na maaaring gumana nang walang hanggan nang hindi kumonsumo ng enerhiya.

Ang kasaysayan ay nag-iimbak ng malaking bilang ng mga proyektong "perpetual motion". Sa ilan sa kanila, ang mga pagkakamali ng "imbentor" ay halata, sa iba ang mga pagkakamaling ito ay natatakpan ng kumplikadong disenyo ng aparato, at maaaring napakahirap na maunawaan kung bakit hindi gagana ang makinang ito. Ang mga walang bungang pagtatangka na lumikha ng isang "perpetual motion machine" ay nagpapatuloy sa ating panahon. Ang lahat ng mga pagtatangka na ito ay tiyak na mapapahamak sa kabiguan, dahil ang batas ng konserbasyon at pagbabago ng enerhiya ay "nagbabawal" na makakuha ng trabaho nang hindi gumagasta ng enerhiya.

31. Mga pangunahing prinsipyo ng molecular kinetic theory at ang kanilang katwiran.

Ang lahat ng mga katawan ay binubuo ng mga molekula, atomo at elementarya na mga particle na pinaghihiwalay ng mga espasyo, gumagalaw nang random at nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Tinutulungan tayo ng kinematics at dynamics na ilarawan ang paggalaw ng isang katawan at matukoy ang puwersa na nagiging sanhi ng paggalaw na ito. Gayunpaman, hindi masasagot ng mekaniko ang maraming tanong. Halimbawa, ano ang mga katawan na gawa sa? Bakit maraming mga sangkap ang nagiging likido kapag pinainit at pagkatapos ay sumingaw? At, sa pangkalahatan, ano ang temperatura at init?

Sinubukan ng sinaunang pilosopong Griyego na si Democritus na sagutin ang mga katulad na tanong 25 siglo na ang nakalilipas. Nang hindi nagsasagawa ng anumang mga eksperimento, dumating siya sa konklusyon na ang mga katawan ay tila solid sa amin, ngunit sa katunayan sila ay binubuo ng maliliit na particle na pinaghihiwalay ng kawalan ng laman. Isinasaalang-alang na imposibleng durugin ang mga particle na ito, tinawag sila ni Democritus na mga atom, na isinalin mula sa Griyego ay nangangahulugang hindi mahahati. Iminungkahi din niya na ang mga atom ay maaaring magkakaiba at patuloy na gumagalaw, ngunit hindi natin ito nakikita, dahil sila ay napakaliit.

Gumawa ng malaking kontribusyon si M.V. sa pagbuo ng molecular kinetic theory. Lomonosov. Si Lomonosov ang unang nagmungkahi na ang init ay sumasalamin sa paggalaw ng mga atomo sa isang katawan. Bilang karagdagan, ipinakilala niya ang konsepto ng simple at kumplikadong mga sangkap, ang mga molekula na binubuo ng magkapareho at magkakaibang mga atomo, ayon sa pagkakabanggit.

Ang molecular physics o molecular kinetic theory ay batay sa ilang mga ideya tungkol sa istruktura ng bagay

Kaya, ayon sa teorya ng atomic ng istraktura ng bagay, ang pinakamaliit na butil ng isang sangkap na nagpapanatili ng lahat ng mga katangian ng kemikal nito ay isang molekula. Kahit na ang mga malalaking molekula, na binubuo ng libu-libong mga atomo, ay napakaliit na hindi nakikita ng isang light microscope. Maraming mga eksperimento at teoretikal na kalkulasyon ang nagpapakita na ang laki ng mga atomo ay humigit-kumulang 10 -10 m. Ang laki ng isang molekula ay depende sa kung gaano karaming mga atomo ang binubuo nito at kung paano matatagpuan ang mga ito na may kaugnayan sa isa't isa.

Ang teorya ng molecular kinetic ay ang pag-aaral ng istraktura at mga katangian ng bagay batay sa ideya ng pagkakaroon ng mga atomo at molekula bilang pinakamaliit na particle ng mga kemikal na sangkap.

Ang molecular kinetic theory ay batay sa tatlong pangunahing prinsipyo:

1. Ang lahat ng mga sangkap - likido, solid at gas - ay nabuo mula sa pinakamaliit na mga particle - mga molekula, na kung saan mismo ay binubuo ng mga atomo ("elementarya molecule"). Ang mga molekula ng isang kemikal na sangkap ay maaaring simple o kumplikado, i.e. binubuo ng isa o higit pang mga atomo. Ang mga molekula at atomo ay mga neutral na partikulo sa kuryente. Sa ilang partikular na kundisyon, ang mga molekula at atomo ay maaaring makakuha ng karagdagang singil sa kuryente at maging positibo o negatibong mga ion.

2. Ang mga atomo at molekula ay nasa tuluy-tuloy na magulong paggalaw.

3. Ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa na likas na elektrikal. Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational sa pagitan ng mga particle ay bale-wala.

Ang pinakakapansin-pansing pang-eksperimentong kumpirmasyon ng mga ideya ng molecular kinetic theory tungkol sa random na paggalaw ng mga atomo at molekula ay Brownian motion. Ito ang thermal movement ng maliliit na microscopic particle na nasuspinde sa isang likido o gas. Natuklasan ito ng English botanist na si R. Brown noong 1827. Ang mga particle ng Brown ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng mga random na epekto ng mga molekula. Dahil sa magulong thermal motion ng mga molekula, ang mga epektong ito ay hindi kailanman nagbabalanse sa isa't isa. Bilang resulta, ang bilis ng isang Brownian particle ay random na nagbabago sa magnitude at direksyon, at ang trajectory nito ay isang kumplikadong zigzag curve.

Ang patuloy na magulong paggalaw ng mga molekula ng isang sangkap ay ipinahayag din sa isa pang madaling mapapansing kababalaghan - pagsasabog. Ang pagsasabog ay ang kababalaghan ng pagtagos ng dalawa o higit pang mga sangkap na nakikipag-ugnay sa bawat isa. Ang proseso ay nangyayari nang pinakamabilis sa gas.

Ang random na magulong paggalaw ng mga molekula ay tinatawag na thermal motion. Ang kinetic energy ng thermal motion ay tumataas sa pagtaas ng temperatura.

Ang mole ay isang dami ng substance na naglalaman ng parehong bilang ng mga particle (molekula) tulad ng mga atomo sa 0.012 kg ng carbon 12 C. Ang isang molekula ng carbon ay binubuo ng isang atom.

32. Mass of molecules, relative molecular mass of molecules. 33. Molar mass ng mga molekula. 34. Dami ng substance. 35. Ang pare-pareho ni Avogadro.

Sa molecular kinetic theory, ang dami ng bagay ay itinuturing na proporsyonal sa bilang ng mga particle. Ang yunit ng dami ng isang sangkap ay tinatawag na isang nunal (mole).

Ang mole ay isang dami ng substance na naglalaman ng parehong bilang ng mga particle (molekula) tulad ng mga atomo sa 0.012 kg (12 g) ng carbon 12 C. Ang molekula ng carbon ay binubuo ng isang atom.

Ang isang nunal ng isang sangkap ay naglalaman ng isang bilang ng mga molekula o atomo na katumbas ng pare-pareho ng Avogadro.

Kaya, ang isang nunal ng anumang sangkap ay naglalaman ng parehong bilang ng mga particle (molekula). Ang bilang na ito ay tinatawag na Avogadro's constant N A: N A = 6.02·10 23 mol –1.

Ang pare-pareho ng Avogadro ay isa sa pinakamahalagang mga constant sa teorya ng molecular kinetic.

Ang dami ng substance ν ay tinukoy bilang ratio ng bilang N ng mga particle (molekula) ng substance sa pare-parehong N A ni Avogadro:

Ang molar mass, M, ay ang ratio ng mass m ng isang naibigay na sample ng isang substance sa halaga n ng substance na nakapaloob dito:

na ayon sa bilang ay katumbas ng masa ng isang sangkap na kinuha sa dami ng isang nunal. Ang molar mass sa SI system ay ipinahayag sa kg/mol.

Kaya, ang relatibong molekular o atomic na masa ng isang sangkap ay ang ratio ng masa ng molekula nito at atom sa 1/12 ng masa ng isang carbon atom.

36. Brownian motion.

Maraming mga natural na phenomena ang nagpapahiwatig ng magulong paggalaw ng microparticle, molecule at atoms ng matter. Kung mas mataas ang temperatura ng sangkap, mas matindi ang paggalaw na ito. Samakatuwid, ang init ng isang katawan ay isang pagmuni-muni ng random na paggalaw ng mga bumubuo nito molecules at atoms.

Ang patunay na ang lahat ng mga atomo at molekula ng isang substansiya ay pare-pareho at ang random na paggalaw ay maaaring pagsasabog - ang interpenetration ng mga particle ng isang substance patungo sa isa pa.

Kaya, ang amoy ay mabilis na kumakalat sa buong silid kahit na walang paggalaw ng hangin. Mabilis na pinaitim ng isang patak ng tinta ang buong baso ng tubig.

Ang pagsasabog ay maaari ding makita sa mga solido kung ang mga ito ay pinindot nang mahigpit at iniwan nang mahabang panahon. Ang phenomenon ng diffusion ay nagpapakita na ang mga microparticle ng isang substance ay may kakayahang kusang gumalaw sa lahat ng direksyon. Ang paggalaw na ito ng mga microparticle ng isang substance, pati na rin ang mga molecule at atoms nito, ay tinatawag na thermal movement.

BROWNIAN MOTION - random na paggalaw ng maliliit na particle na nasuspinde sa isang likido o gas, na nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng mga epekto mula sa mga molekula sa kapaligiran; natuklasan ni R. Brown noong 1827

Ang mga obserbasyon ay nagpapakita na ang Brownian motion ay hindi tumitigil. Sa isang patak ng tubig (kung hindi mo ito hahayaang matuyo), ang paggalaw ng mga butil ay maaaring maobserbahan sa loob ng maraming araw, buwan, taon. Hindi ito tumitigil alinman sa tag-araw o taglamig, araw man o gabi.

Ang dahilan ng Brownian motion ay nakasalalay sa tuluy-tuloy, walang katapusang paggalaw ng mga molekula ng likido kung saan matatagpuan ang mga butil ng solid. Siyempre, ang mga butil na ito ay maraming beses na mas malaki kaysa sa mga molekula mismo, at kapag nakita natin ang paggalaw ng mga butil sa ilalim ng mikroskopyo, hindi natin dapat isipin na nakikita natin ang paggalaw ng mga molekula mismo. Ang mga molekula ay hindi nakikita gamit ang isang ordinaryong mikroskopyo, ngunit maaari nating hatulan ang kanilang pag-iral at paggalaw sa pamamagitan ng mga epekto na nabubuo nito, na nagtutulak sa mga butil ng isang solidong katawan at nagiging sanhi ng paggalaw nito.

Ang pagtuklas ng Brownian motion ay napakahalaga para sa pag-aaral ng istruktura ng bagay. Ipinakita nito na ang mga katawan ay talagang binubuo ng mga indibidwal na particle - mga molekula at ang mga molekula ay nasa tuluy-tuloy na random na paggalaw.

Ang paliwanag ng Brownian motion ay ibinigay lamang sa huling quarter ng ika-19 na siglo, nang maging malinaw sa maraming siyentipiko na ang paggalaw ng isang Brownian particle ay sanhi ng mga random na epekto ng mga molekula ng medium (likido o gas) na sumasailalim sa thermal motion. Sa karaniwan, ang mga molecule ng medium ay nakakaapekto sa isang Brownian particle mula sa lahat ng direksyon na may pantay na puwersa, gayunpaman, ang mga epektong ito ay hindi kailanman eksaktong magkakansela sa isa't isa, at bilang resulta, ang bilis ng Brownian particle ay random na nag-iiba sa magnitude at direksyon. Samakatuwid, ang Brownian particle ay gumagalaw sa isang zigzag path. Bukod dito, mas maliit ang sukat at masa ng isang Brownian particle, mas kapansin-pansin ang paggalaw nito.

Kaya, ang pagsusuri ng Brownian motion ay naglatag ng mga pundasyon ng modernong molecular kinetic theory ng istraktura ng bagay.

37. Mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula. 38. Istraktura ng mga gaseous substance. 39. Istraktura ng mga likidong sangkap. 40. Ang istraktura ng solids.

Ang distansya sa pagitan ng mga molekula at ang mga puwersang kumikilos sa pagitan ng mga ito ay tumutukoy sa mga katangian ng mga gas, likido at solidong katawan.

Nakasanayan na namin ang katotohanan na ang likido ay maaaring ibuhos mula sa isang sisidlan patungo sa isa pa, at mabilis na pinupuno ng gas ang buong dami na ibinigay dito. Ang tubig ay maaari lamang dumaloy sa ilalim ng ilog, at ang hangin sa itaas nito ay walang mga hangganan.

Mayroong mga intermolecular na kaakit-akit na pwersa sa pagitan ng lahat ng mga molekula, ang magnitude nito ay bumababa nang napakabilis habang ang mga molekula ay lumalayo sa isa't isa, at samakatuwid sa layo na katumbas ng ilang mga molekular na diameter ay hindi sila nakikipag-ugnayan sa lahat.

Kaya, sa pagitan ng mga likidong molekula na matatagpuan halos malapit sa isa't isa, kumikilos ang mga kaakit-akit na pwersa, na pumipigil sa mga molekulang ito na kumalat sa iba't ibang direksyon. Sa kabaligtaran, ang mga hindi gaanong puwersa ng atraksyon sa pagitan ng mga molekula ng gas ay hindi kayang hawakan ang mga ito nang sama-sama, at samakatuwid ang mga gas ay maaaring lumawak, na pinupuno ang buong dami na ibinigay sa kanila. Ang pagkakaroon ng intermolecular attractive forces ay mapapatunayan sa pamamagitan ng pagsasagawa ng isang simpleng eksperimento - pagpindot sa dalawang lead bar laban sa isa't isa. Kung ang mga contact surface ay sapat na makinis, ang mga bar ay magkakadikit at magiging mahirap paghiwalayin.

Gayunpaman, ang mga intermolecular na kaakit-akit na pwersa lamang ay hindi maaaring ipaliwanag ang lahat ng mga pagkakaiba sa pagitan ng mga katangian ng gas, likido at solidong mga sangkap. Bakit, halimbawa, napakahirap bawasan ang volume ng isang likido o solid, ngunit medyo madaling i-compress ang isang lobo? Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa pagitan ng mga molekula ay hindi lamang mga kaakit-akit na puwersa, kundi pati na rin ang mga intermolecular repulsive na pwersa, na kumikilos kapag ang mga electron shell ng mga atomo ng mga kalapit na molekula ay nagsimulang mag-overlap. Ito ay ang mga salungat na puwersa na pumipigil sa isang molekula mula sa pagtagos sa isang volume na inookupahan na ng isa pang molekula.

Kapag walang mga panlabas na puwersa na kumikilos sa isang likido o solidong katawan, ang distansya sa pagitan ng kanilang mga molekula ay magiging zero na ang resultang pwersa ng pagkahumaling at pagtanggi. Kung susubukan mong bawasan ang volume ng isang katawan, ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay bumababa, at ang nagreresultang tumaas na mga puwersang salungat ay nagsisimulang kumilos mula sa gilid ng naka-compress na katawan. Sa kabaligtaran, kapag ang isang katawan ay nakaunat, ang mga nababanat na puwersa na lumitaw ay nauugnay sa isang kamag-anak na pagtaas sa mga puwersa ng pagkahumaling, dahil Kapag ang mga molekula ay lumayo sa isa't isa, ang mga salungat na pwersa ay bumabagsak nang mas mabilis kaysa sa mga kaakit-akit na pwersa.

Ang mga molekula ng gas ay matatagpuan sa mga distansya nang sampu-sampung beses na mas malaki kaysa sa kanilang mga sukat, bilang isang resulta kung saan ang mga molekula na ito ay hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa, at samakatuwid ang mga gas ay mas madaling ma-compress kaysa sa mga likido at solid. Ang mga gas ay walang anumang partikular na istraktura at isang koleksyon ng mga gumagalaw at nagbabanggaan na mga molekula.

Ang likido ay isang koleksyon ng mga molekula na halos magkadikit sa isa't isa. Ang thermal motion ay nagpapahintulot sa isang likidong molekula na baguhin ang mga kapitbahay nito paminsan-minsan, tumatalon mula sa isang lugar patungo sa isa pa. Ipinapaliwanag nito ang pagkalikido ng mga likido.

Ang mga atomo at molekula ng mga solido ay pinagkaitan ng kakayahang baguhin ang kanilang mga kapitbahay, at ang kanilang thermal motion ay maliit na pagbabagu-bago lamang na may kaugnayan sa posisyon ng mga kalapit na atomo o molekula. Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo ay maaaring humantong sa katotohanan na ang isang solid ay nagiging isang kristal, at ang mga atomo sa loob nito ay sumasakop sa mga posisyon sa mga site ng kristal na sala-sala. Dahil ang mga molekula ng mga solidong katawan ay hindi gumagalaw na may kaugnayan sa kanilang mga kapitbahay, ang mga katawan na ito ay nagpapanatili ng kanilang hugis.

41. Ideal na gas sa molecular kinetic theory.

Ang ideal na gas ay isang modelo ng isang rarefied gas kung saan ang mga interaksyon sa pagitan ng mga molecule ay napapabayaan. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay medyo kumplikado. Sa napakaikling mga distansya, kapag ang mga molekula ay lumalapit sa isa't isa, kumikilos ang malalaking puwersang salungat sa pagitan nila. Sa malaki o intermediate na distansya sa pagitan ng mga molekula, kumikilos ang medyo mahinang mga puwersang nakakaakit. Kung ang mga distansya sa pagitan ng mga molekula ay nasa average na malaki, na sinusunod sa isang medyo bihirang gas, kung gayon ang pakikipag-ugnayan ay nagpapakita mismo sa anyo ng medyo bihirang banggaan ng mga molekula sa bawat isa kapag lumipad sila nang malapit. Sa isang perpektong gas, ang pakikipag-ugnayan ng mga molekula ay ganap na napapabayaan.

42. Gas pressure sa molecular kinetic theory.

Ang ideal na gas ay isang modelo ng isang rarefied gas kung saan ang mga interaksyon sa pagitan ng mga molecule ay napapabayaan.

Ang presyon ng isang perpektong gas ay proporsyonal sa produkto ng konsentrasyon ng mga molekula at ang kanilang average na kinetic energy.

Ang gas ay pumapalibot sa amin sa lahat ng panig. Saanman sa mundo, kahit na sa ilalim ng tubig, nagdadala tayo ng isang bahagi ng atmospera, ang mas mababang mga layer na kung saan ay naka-compress sa ilalim ng impluwensya ng grabidad mula sa itaas. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagsukat ng atmospheric pressure maaari nating hatulan kung ano ang nangyayari sa itaas natin at mahulaan ang lagay ng panahon.

43. Ang average na halaga ng squared speed ng mga molecule ng isang ideal na gas.

44. Pinagmulan ng pangunahing equation ng molecular kinetic theory ng gas. 45. Derivation ng isang formula na may kaugnayan sa pressure at average na kinetic energy ng mga molecule ng gas.

Ang presyon p sa isang partikular na lugar sa ibabaw ay ang ratio ng puwersa F na kumikilos patayo sa ibabaw na ito sa lugar S ng ibinigay na lugar nito

Ang SI unit ng presyon ay Pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2.

Hanapin natin ang puwersa F kung saan kumikilos ang isang molekula ng mass m0 sa ibabaw kung saan ito bumabalik. Kapag naaninag mula sa isang ibabaw, na tumatagal ng isang tagal ng panahon Dt, ang bahagi ng bilis ng molekula na patayo sa ibabaw na ito, vy, ay nagbabago sa kabaligtaran (-vy). Samakatuwid, kapag makikita mula sa ibabaw, ang molekula ay nakakakuha ng momentum, 2m0vy, at samakatuwid, ayon sa ikatlong batas ni Newton, 2m0vy = FDt, kung saan:

Ginagawang posible ng formula (22.2) na kalkulahin ang puwersa kung saan pinindot ng isang molekula ng gas sa dingding ng sisidlan sa pagitan ng Dt. Upang matukoy ang average na puwersa ng presyon ng gas, halimbawa, sa isang segundo, kinakailangan upang mahanap kung gaano karaming mga molekula ang makikita sa bawat segundo mula sa isang ibabaw na lugar ng lugar S, at kinakailangan ding malaman ang average na bilis vy ng mga molekula na gumagalaw sa direksyon ng isang ibinigay na ibabaw.

Hayaang magkaroon ng n molekula bawat yunit ng dami ng gas. Pasimplehin natin ang ating gawain sa pamamagitan ng pag-aakalang lahat ng mga molekula ng gas ay gumagalaw sa parehong bilis, v. Sa kasong ito, 1/3 ng lahat ng molekula ay gumagalaw sa kahabaan ng axis ng Ox, at sa parehong halaga sa kahabaan ng Oy at Oz axis (tingnan ang Fig. 22c). Hayaang lumipat ang kalahati ng mga molekula sa kahabaan ng axis ng Oy patungo sa dingding C, at ang natitira - sa kabaligtaran na direksyon. Pagkatapos, malinaw naman, ang bilang ng mga molekula sa bawat dami ng yunit na nagmamadali patungo sa pader C ay magiging n/6.

Hanapin natin ngayon ang bilang ng mga molecule na tumama sa isang surface area ng area S (shaded in Fig. 22c) sa isang segundo. Malinaw, sa loob ng 1 s ang mga molekulang iyon na gumagalaw patungo dito at nasa layong hindi hihigit sa v ay magkakaroon ng oras upang maabot ang pader. Samakatuwid, 1/6 ng lahat ng mga molekula na matatagpuan sa hugis-parihaba na parallelepiped na naka-highlight sa Fig. ay tatama sa lugar na ito ng ibabaw. 22c, ang haba nito ay v, at ang lugar ng mga dulong mukha ay S. Dahil ang dami ng parallelepiped na ito ay Sv, ang kabuuang bilang ng N ng mga molekula na tumatama sa isang seksyon ng ibabaw ng dingding sa loob ng 1 s ay magiging katumbas ng :

Gamit ang (22.2) at (22.3), maaari nating kalkulahin ang impulse na, sa 1 s, ay nagbigay sa mga molekula ng gas ng isang seksyon ng ibabaw ng dingding ng lugar S. Ang salpok na ito ay magiging numerically katumbas ng puwersa ng presyon ng gas, F:

kung saan, gamit ang (22.1), nakukuha natin ang sumusunod na expression na nauugnay sa presyon ng gas at ang average na kinetic energy ng translational motion ng mga molekula nito:

kung saan ang E CP ay ang average na kinetic energy ng mga ideal na molekula ng gas. Ang formula (22.4) ay tinatawag na pangunahing equation ng molecular kinetic theory ng mga gas.

46. ​​​​Thermal equilibrium. 47. Temperatura. Pagbabago ng temperatura. 48. Mga instrumento para sa pagsukat ng temperatura.

Ang thermal equilibrium sa pagitan ng mga katawan ay posible lamang kapag ang kanilang temperatura ay pareho.

Sa pamamagitan ng paghawak ng anumang bagay gamit ang ating kamay, madali nating matukoy kung ito ay mainit o malamig. Kung ang temperatura ng bagay ay mas mababa kaysa sa temperatura ng kamay, ang bagay ay tila malamig, at kung vice versa, kung gayon ito ay mainit-init. Kung pigain mo ang isang malamig na barya sa iyong kamao, kung gayon ang init ng kamay ay magsisimulang magpainit ng barya, at pagkaraan ng ilang sandali ang temperatura nito ay magiging katumbas ng temperatura ng kamay, o, gaya ng sinasabi nila, darating ang thermal equilibrium. Samakatuwid, ang temperatura ay nagpapakilala sa estado ng thermal equilibrium ng isang sistema ng dalawa o higit pang mga katawan na may parehong temperatura.

Ang temperatura kasama ang volume at presyon ng isang gas ay mga macroscopic na parameter. Ang mga thermometer ay ginagamit upang masukat ang temperatura. Sa ilan sa kanila, ang isang pagbabago sa dami ng isang likido sa panahon ng pag-init ay naitala, sa iba pa, isang pagbabago sa elektrikal na pagtutol, atbp. Ang pinakakaraniwan ay ang sukat ng temperatura ng Celsius, na pinangalanan sa Swedish physicist na si A. Celsius. Upang makuha ang sukat ng temperatura ng Celsius para sa isang likidong thermometer, ito ay unang inilulubog sa natutunaw na yelo at ang posisyon ng dulo ng haligi ay nabanggit, at pagkatapos ay sa tubig na kumukulo. Ang segment sa pagitan ng dalawang posisyong ito ng column ay nahahati sa 100 pantay na bahagi, sa pag-aakalang ang temperatura ng pagkatunaw ng yelo ay tumutugma sa zero degrees Celsius (o C), at ang temperatura ng kumukulong tubig ay 100 o C.

49. Average na kinetic energy ng mga molekula ng gas sa thermal equilibrium.

Ang pangunahing equation ng molecular kinetic theory (22.4) ay nag-uugnay ng gas pressure, konsentrasyon ng mga molekula at ang kanilang average na kinetic energy. Gayunpaman, ang average na kinetic energy ng mga molekula ay, bilang panuntunan, ay hindi kilala, bagaman ang mga resulta ng maraming mga eksperimento ay nagpapahiwatig na ang bilis ng mga molekula ay tumataas sa pagtaas ng temperatura (tingnan, halimbawa, Brownian motion sa §20). Ang pag-asa ng average na kinetic energy ng mga molekula ng gas sa temperatura nito ay maaaring makuha mula sa batas na natuklasan ng French physicist na si J. Charles noong 1787.

50. Mga gas sa isang estado ng thermal equilibrium (ilarawan ang eksperimento).

51. Ganap na temperatura. 52. Ganap na sukat ng temperatura. 53. Ang temperatura ay isang sukatan ng average na kinetic energy ng mga molecule.

Ang pag-asa ng average na kinetic energy ng mga molekula ng gas sa temperatura nito ay maaaring makuha mula sa batas na natuklasan ng French physicist na si J. Charles noong 1787.

Ayon sa batas ni Charles, kung ang dami ng isang binigay na masa ng gas ay hindi nagbabago, ang pressure pt nito ay nakadepende nang linear sa temperatura t:

kung saan ang t ay ang temperatura ng gas na sinusukat sa o C, at ang p 0 ay ang presyon ng gas sa temperatura na 0 o C (tingnan ang Fig. 23b). Kaya, mula sa batas ni Charles ay sumusunod na ang presyon ng isang gas na sumasakop sa isang pare-parehong dami ay proporsyonal sa kabuuan (t + 273 o C). Sa kabilang banda, ito ay sumusunod mula sa (22.4) na kung ang konsentrasyon ng mga molekula ay pare-pareho, i.e. ang dami na inookupahan ng gas ay hindi nagbabago, kung gayon ang presyon ng gas ay dapat na proporsyonal sa average na kinetic energy ng mga molekula. Nangangahulugan ito na ang average na kinetic energy, E SR ng mga molekula ng gas, ay proporsyonal lamang sa halaga (t + 273 o C):

kung saan ang b ay isang pare-parehong koepisyent, ang halaga kung saan matutukoy natin sa ibang pagkakataon. Mula sa (23.2) ito ay sumusunod na ang average na kinetic energy ng mga molekula ay magiging katumbas ng zero sa -273 o C. Batay dito, ang Ingles na siyentipiko na si W. Kelvin noong 1848 ay iminungkahi gamit ang isang absolute temperature scale, ang zero temperature kung saan ay tumutugma. hanggang -273 o C, at bawat antas ng temperatura ay magiging katumbas ng isang degree sa Celsius na sukat. Kaya, ang ganap na temperatura, T, ay nauugnay sa temperatura, t, sinusukat sa Celsius, tulad ng sumusunod:

Ang SI unit ng absolute temperature ay Kelvin (K).

Isinasaalang-alang ang (23.3), ang equation (23.2) ay binago sa:

palitan ang alin sa (22.4), makuha natin ang sumusunod:

Upang maalis ang fraction sa (23.5), pinapalitan namin ang 2b/3 ng k, at sa halip na (23.4) at (23.5) nakakakuha kami ng dalawang napakahalagang equation:

kung saan ang k ay ang pare-pareho ng Boltzmann, na pinangalanang L. Boltzmann. Ipinakita ng mga eksperimento na k=1.38.10 -23 J/K. Kaya, ang presyon ng isang gas at ang average na kinetic energy ng mga molekula nito ay proporsyonal sa ganap na temperatura nito.

54. Pagdepende ng presyon ng gas sa konsentrasyon ng mga molekula at temperatura nito.

Sa karamihan ng mga kaso, kapag ang isang gas ay lumipat mula sa isang estado patungo sa isa pa, ang lahat ng mga parameter nito ay nagbabago - temperatura, dami at presyon. Nangyayari ito kapag ang gas ay na-compress sa ilalim ng isang piston sa isang internal combustion engine cylinder, na nagiging sanhi ng pagtaas ng temperatura at presyon ng gas at ang volume nito ay bumaba. Gayunpaman, sa ilang mga kaso, ang mga pagbabago sa isa sa mga parameter ng gas ay medyo maliit o kahit na wala. Ang ganitong mga proseso, kung saan ang isa sa tatlong mga parameter - temperatura, presyon o dami ay nananatiling hindi nagbabago, ay tinatawag na isoprocesses, at ang mga batas na naglalarawan sa kanila ay tinatawag na mga batas ng gas.

55. Pagsukat ng bilis ng mga molekula ng gas. 56. Ang karanasan ni Stern.

Una sa lahat, linawin natin kung ano ang ibig sabihin ng bilis ng mga molekula. Alalahanin natin na dahil sa madalas na pagbangga, ang bilis ng bawat indibidwal na molekula ay nagbabago sa lahat ng oras: ang molekula ay gumagalaw kung minsan ay mabilis, minsan ay mabagal, at sa loob ng ilang oras (halimbawa, isang segundo) ang bilis ng molekula ay tumatagal sa maraming iba't ibang mga halaga . Sa kabilang banda, sa anumang sandali sa napakalaking bilang ng mga molekula na bumubuo sa dami ng gas na isinasaalang-alang, may mga molekula na may ibang-iba na bilis. Malinaw, upang makilala ang estado ng gas, dapat nating pag-usapan ang ilang average na bilis. Maaari nating ipagpalagay na ito ang average na bilis ng isa sa mga molekula sa loob ng sapat na mahabang panahon, o na ito ay ang average na bilis ng lahat ng mga molekula ng gas sa isang naibigay na dami sa isang punto ng oras.

Mayroong iba't ibang mga paraan upang matukoy ang bilis ng paggalaw ng mga molekula. Isa sa pinakasimple ay ang pamamaraan na isinagawa noong 1920 sa eksperimento ni Stern.

kanin. 390. Kapag ang espasyo sa ilalim ng salamin A ay napuno ng hydrogen; pagkatapos ay lalabas ang mga bula mula sa dulo ng funnel, na sarado ng buhaghag na sisidlan B

Upang maunawaan ito, isaalang-alang ang sumusunod na pagkakatulad. Kapag bumaril sa isang gumagalaw na target, upang maabot ito, kailangan mong maglayon sa isang punto sa harap ng target. Kung maglalayon ka sa isang target, ang mga bala ay tatama sa likod ng target. Ang paglihis na ito ng lugar ng epekto mula sa target ay magiging mas malaki, mas mabilis na gumagalaw ang target at mas mababa ang bilis ng mga bala.

Ang eksperimento ni Otto Stern (1888–1969) ay nakatuon sa pang-eksperimentong pagkumpirma at paggunita ng bilis ng pamamahagi ng mga molekula ng gas. Ito ay isa pang magandang eksperimento na naging posible upang literal na "gumuhit" ng graph ng distribusyon na ito sa isang pang-eksperimentong setup. Ang pag-install ni Stern ay binubuo ng dalawang umiikot na guwang na silindro na may magkasabay na mga palakol (tingnan ang pigura sa kanan; ang malaking silindro ay hindi ganap na iginuhit). Sa panloob na silindro, ang isang pilak na sinulid 1 ay direktang nakaunat sa kahabaan ng axis nito, kung saan dumaan ang isang kasalukuyang, na humantong sa pag-init nito, bahagyang pagkatunaw at kasunod na pagsingaw ng mga atomo ng pilak mula sa ibabaw nito. Bilang isang resulta, ang panloob na silindro, na sa una ay naglalaman ng isang vacuum, ay unti-unting napuno ng gas na pilak na may mababang konsentrasyon. Sa panloob na silindro, tulad ng ipinapakita sa figure, isang manipis na hiwa 2 ang ginawa, kaya karamihan sa mga atomo ng pilak, na umaabot sa silindro, ay nanirahan dito. Ang isang maliit na bahagi ng mga atomo ay dumaan sa puwang at nahulog sa panlabas na silindro, kung saan napanatili ang isang vacuum. Dito, ang mga atomo na ito ay hindi na bumangga sa iba pang mga atomo at samakatuwid ay lumipat sa direksyon ng radial sa isang pare-parehong bilis, na umaabot sa panlabas na silindro pagkatapos ng isang oras na inversely proporsyonal sa bilis na ito:

nasaan ang radii ng panloob at panlabas na mga silindro, at ang radial na bahagi ng bilis ng butil. Bilang resulta, sa paglipas ng panahon, lumitaw ang isang layer ng silver coating sa panlabas na silindro 3. Sa kaso ng mga cylinders sa rest, ang layer na ito ay may anyo ng isang strip na matatagpuan eksakto sa tapat ng slot sa panloob na cylinder. Ngunit kung ang mga cylinder ay umiikot na may parehong angular na bilis, pagkatapos ay sa oras na ang molekula ay umabot sa panlabas na silindro, ang huli ay lumipat na sa isang distansya.

kumpara sa puntong direktang nasa tapat ng slit (i.e., ang punto kung saan tumira ang mga particle sa kaso ng mga nakatigil na cylinder).

57. Pinagmulan ng equation ng estado ng isang ideal na gas (Mendeleev-Clayperon equation)

Ang mga gas ay madalas na mga reactant at mga produkto sa mga reaksiyong kemikal. Ito ay hindi palaging posible upang makakuha ng mga ito upang tumugon sa isa't isa sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Samakatuwid, kailangan mong matutunan kung paano matukoy ang bilang ng mga moles ng mga gas sa ilalim ng mga kundisyon maliban sa normal.

Upang gawin ito, gamitin ang perpektong gas equation ng estado (tinatawag ding Clapeyron-Mendeleev equation): PV = nRT

kung saan ang n ay ang bilang ng mga moles ng gas;

P - presyon ng gas (halimbawa, sa atm;

V - dami ng gas (sa litro);

T - temperatura ng gas (sa kelvins);

R – gas constant (0.0821 l atm/mol K).

Nakakita ako ng derivation ng equation, ngunit napakakomplikado nito. Kailangan pa nating maghanap.

58. Isothermal na proseso.

Ang isothermal na proseso ay isang pagbabago sa estado ng isang gas kung saan ang temperatura nito ay nananatiling pare-pareho. Ang isang halimbawa ng naturang proseso ay ang pagpapalaki ng mga gulong ng kotse gamit ang hangin. Gayunpaman, ang ganitong proseso ay maaaring ituring na isothermal kung ihahambing natin ang estado ng hangin bago ito pumasok sa pump kasama ang estado nito sa gulong pagkatapos maging pantay ang temperatura ng gulong at ang nakapaligid na hangin. Anumang mabagal na proseso na nagaganap na may maliit na volume ng gas na napapalibutan ng malaking masa ng gas, likido o solid na may pare-parehong temperatura ay maaaring ituring na isothermal.

Sa isang isothermal na proseso, ang produkto ng presyon ng isang naibigay na masa ng gas at ang dami nito ay isang pare-parehong halaga. Ang batas na ito, na tinatawag na Boyle-Mariotte law, ay natuklasan ng English scientist na si R. Boyle at ng French physicist na si E. Mariotte at isinulat tulad ng sumusunod:

Maghanap ng mga halimbawa!

59. Isobaric na proseso.

Ang proseso ng isobaric ay isang pagbabago sa estado ng isang gas na nangyayari sa pare-pareho ang presyon.

Sa isang proseso ng isobaric, ang ratio ng dami ng isang naibigay na masa ng gas sa temperatura nito ay pare-pareho. Ang konklusyong ito, na tinatawag na batas ni Gay-Lussac bilang parangal sa siyentipikong Pranses na si J. Gay-Lussac, ay maaaring isulat bilang:

Ang isang halimbawa ng prosesong isobaric ay ang pagpapalawak ng maliliit na bula ng hangin at carbon dioxide na nasa masa kapag inilagay ito sa oven. Ang presyon ng hangin sa loob at labas ng oven ay pareho, at ang temperatura sa loob ay humigit-kumulang 50% na mas mataas kaysa sa labas. Ayon sa batas ng Gay-Lussac, ang dami ng mga bula ng gas sa masa ay tumataas din ng 50%, na ginagawang mahangin ang cake.

60. Isochoric na proseso.

Ang isang proseso kung saan nagbabago ang estado ng isang gas, ngunit ang dami nito ay nananatiling hindi nagbabago, ay tinatawag na isochoric. Mula sa equation ng Mendeleev-Clapeyron ay sumusunod na para sa isang gas na sumasakop sa isang pare-parehong dami, ang ratio ng presyon nito sa temperatura ay dapat ding pare-pareho:

Maghanap ng mga halimbawa!

61. Pagsingaw at paghalay.

Ang singaw ay isang gas na nabuo mula sa mga molecule na may sapat na kinetic energy upang makatakas sa isang likido.

Nakasanayan na natin na ang tubig at ang singaw nito ay maaaring mag-transform sa isa't isa. Ang mga puddle sa aspalto ay natutuyo pagkatapos ng ulan, at ang singaw ng tubig sa hangin ay kadalasang nagiging maliliit na patak ng fog sa umaga. Ang lahat ng mga likido ay may kakayahang maging singaw - upang pumunta sa isang gas na estado. Ang proseso ng pagbabago ng likido sa singaw ay tinatawag na pagsingaw. Ang pagbuo ng isang likido mula sa singaw nito ay tinatawag na condensation.

Ipinapaliwanag ng molecular kinetic theory ang proseso ng evaporation tulad ng sumusunod. Ito ay kilala (tingnan ang §21) na ang isang kaakit-akit na puwersa ay kumikilos sa pagitan ng mga likidong molekula, na pumipigil sa kanila na lumayo sa isa't isa, at ang average na kinetic energy ng mga likidong molekula ay hindi sapat upang madaig ang mga puwersa ng pagdirikit sa pagitan nila. Gayunpaman, sa anumang naibigay na sandali ng oras, ang iba't ibang mga molekula ng isang likido ay may iba't ibang kinetic energy, at ang enerhiya ng ilang mga molekula ay maaaring ilang beses na mas mataas kaysa sa average na halaga nito. Ang mga molekulang ito na may mataas na enerhiya ay may mas mataas na bilis ng paggalaw at samakatuwid ay maaaring madaig ang mga kaakit-akit na puwersa ng mga kalapit na molekula at lumipad palabas ng likido, kaya bumubuo ng singaw sa ibabaw nito (tingnan ang Fig. 26a).

Ang mga molekula na bumubuo sa singaw na nag-iiwan sa likido ay gumagalaw nang sapalaran, na nagbabanggaan sa isa't isa sa parehong paraan tulad ng ginagawa ng mga molekula ng gas sa panahon ng thermal motion. Kasabay nito, ang magulong paggalaw ng ilang mga molekula ng singaw ay maaaring dalhin sila nang napakalayo mula sa ibabaw ng likido na hindi na sila bumalik doon. Siyempre, ang hangin ay nag-aambag din dito. Sa kabaligtaran, ang random na paggalaw ng iba pang mga molecule ay maaaring humantong sa kanila pabalik sa likido, na nagpapaliwanag sa proseso ng vapor condensation.

Ang mga molekula lamang na may kinetic energy na mas mataas kaysa sa average ang maaaring lumipad palabas ng likido, na nangangahulugan na sa panahon ng pagsingaw ang average na enerhiya ng natitirang mga molekula ng likido ay bumababa. At dahil ang average na kinetic energy ng mga molekula ng isang likido, tulad ng isang gas (tingnan ang 23.6), ay proporsyonal sa temperatura, sa panahon ng pagsingaw ang temperatura ng likido ay bumababa. Iyon ang dahilan kung bakit nilalamig kami sa sandaling umalis kami sa tubig, na natatakpan ng isang manipis na pelikula ng likido, na agad na nagsisimulang sumingaw at lumamig.

62. Saturated steam. Saturated na presyon ng singaw.

Ano ang mangyayari kung ang isang sisidlan na may tiyak na dami ng likido ay sarado na may takip (Larawan 26b)? Bawat segundo, ang pinakamabilis na molekula ay patuloy na aalis sa ibabaw ng likido, bababa ang masa nito, at tataas ang konsentrasyon ng mga molekula ng singaw. Kasabay nito, ang ilan sa mga molekula nito ay babalik sa likido mula sa singaw, at kung mas malaki ang konsentrasyon ng singaw, mas matindi ang proseso ng paghalay na ito. Sa wakas, ang konsentrasyon ng singaw sa itaas ng likido ay magiging napakataas na ang bilang ng mga molekula na bumabalik sa likido sa bawat yunit ng oras ay magiging katumbas ng bilang ng mga molekula na umaalis dito. Ang estadong ito ay tinatawag na dynamic equilibrium, at ang katumbas na singaw ay tinatawag na saturated steam. Ang konsentrasyon ng mga molekula ng singaw sa itaas ng likido ay hindi maaaring mas malaki kaysa sa kanilang konsentrasyon sa puspos na singaw. Kung ang konsentrasyon ng mga molekula ng singaw ay mas mababa kaysa sa isang puspos, kung gayon ang naturang singaw ay tinatawag na unsaturated.

Ang paglipat ng mga molekula ng singaw ay lumilikha ng presyon, ang halaga nito, tulad ng para sa isang gas, ay proporsyonal sa produkto ng konsentrasyon ng mga molekulang ito at ang temperatura. Samakatuwid, sa isang naibigay na temperatura, mas mataas ang konsentrasyon ng singaw, mas malaki ang presyon na ginagawa nito. Ang saturated vapor pressure ay depende sa uri ng likido at temperatura. Kung mas mahirap mapunit ang mga molekula ng isang likido, mas mababa ang presyon ng puspos na singaw nito. Kaya, ang presyon ng puspos na singaw ng tubig sa temperatura na 20 ° C ay halos 2 kPa, at ang presyon ng puspos na singaw ng mercury sa 20 ° C ay 0.2 Pa lamang.

Ang buhay ng tao, hayop at halaman ay nakasalalay sa konsentrasyon ng singaw ng tubig (humidity) ng atmospera, na malawak na nag-iiba depende sa lugar at panahon. Karaniwan, ang singaw ng tubig sa paligid natin ay hindi puspos. Ang relatibong halumigmig ay ang ratio ng presyon ng singaw ng tubig sa saturation na presyon ng singaw sa parehong temperatura, na ipinahayag bilang isang porsyento. Ang isa sa mga aparato para sa pagsukat ng kahalumigmigan ng hangin ay isang psychrometer, na binubuo ng dalawang magkaparehong thermometer, ang isa ay nakabalot sa isang basang tela.

63. Pagdepende ng saturated vapor pressure sa temperatura.

Ang singaw ay isang gas na nabuo ng mga evaporated na likidong molekula, at samakatuwid ay may bisa ang equation (23.7) para dito, na nauugnay ang presyon ng singaw, p, ang konsentrasyon ng mga molekula sa loob nito, n, at ang ganap na temperatura, T:

Mula sa (27.1) ito ay sumusunod na ang saturated vapor pressure ay dapat tumaas ng linearly sa pagtaas ng temperatura, tulad ng kaso para sa mga ideal na gas sa isochoric na proseso (tingnan ang §25). Gayunpaman, ipinakita ng mga sukat na ang presyon ng saturated vapor ay tumataas sa temperatura nang mas mabilis kaysa sa presyon ng isang ideal na gas (tingnan ang Fig. 27a). Nangyayari ito dahil sa ang katunayan na sa pagtaas ng temperatura, at samakatuwid ay ang average na kinetic energy, mas maraming likidong molekula ang umalis dito, na nagdaragdag ng konsentrasyon, n ng singaw sa itaas nito. At dahil ayon sa (27.1), ang presyon ay proporsyonal sa n, kung gayon ang pagtaas ng konsentrasyon ng singaw ay nagpapaliwanag ng mas mabilis na pagtaas ng puspos na presyon ng singaw na may temperatura, kumpara sa isang perpektong gas. Ang pagtaas ng puspos na presyon ng singaw na may temperatura ay nagpapaliwanag ng kilalang katotohanan - kapag pinainit, ang mga likido ay mas mabilis na sumingaw. Tandaan na sa sandaling ang pagtaas ng temperatura ay humantong sa kumpletong pagsingaw ng likido, ang singaw ay magiging unsaturated.

Kapag ang likido sa bawat isa sa mga bula ay pinainit, ang proseso ng pagsingaw ay nagpapabilis at ang puspos na presyon ng singaw ay tumataas. Lumalawak ang mga bula at, sa ilalim ng impluwensya ng malakas na puwersa ng Archimedes, humiwalay mula sa ibaba, lumutang at sumabog sa ibabaw. Sa kasong ito, ang singaw na pumuno sa mga bula ay dinadala sa kapaligiran.

Kung mas mababa ang presyon ng atmospera, mas mababa ang temperatura na kumukulo ang likidong ito (tingnan ang Fig. 27c). Kaya, sa tuktok ng Mount Elbrus, kung saan ang presyon ng hangin ay kalahati ng normal, ang ordinaryong tubig ay kumukulo hindi sa 100 o C, ngunit sa 82 o C. Sa kabilang banda, kung kinakailangan upang madagdagan ang kumukulo na punto ng likido. , pagkatapos ito ay pinainit sa tumaas na presyon. Ito, halimbawa, ang batayan para sa pagpapatakbo ng mga pressure cooker, kung saan ang pagkain na naglalaman ng tubig ay maaaring lutuin sa temperatura na higit sa 100 o C nang hindi kumukulo.

64. Pagpapakulo.

Ang pagkulo ay isang matinding proseso ng pagsingaw na nangyayari sa buong dami ng likido at sa ibabaw nito. Nagsisimulang kumulo ang isang likido kapag ang saturated vapor pressure nito ay lumalapit sa pressure sa loob ng likido.

Ang pagkulo ay ang pagbuo ng isang malaking bilang ng mga bula ng singaw na lumulutang at sumasabog sa ibabaw ng isang likido kapag ito ay pinainit. Sa katunayan, ang mga bula na ito ay palaging naroroon sa likido, ngunit ang kanilang laki ay tumataas at sila ay nagiging kapansin-pansin lamang kapag kumukulo. Isa sa mga dahilan kung bakit laging may mga microbubble sa isang likido ay ang mga sumusunod. Ang isang likido, kapag ito ay ibinuhos sa isang sisidlan, ay nag-aalis ng hangin mula doon, ngunit hindi ito ganap na magagawa, at ang mga maliliit na bula nito ay nananatili sa mga microcrack at mga iregularidad sa panloob na ibabaw ng sisidlan. Bilang karagdagan, ang mga likido ay kadalasang naglalaman ng mga microbubble ng singaw at hangin na nakadikit sa maliliit na particle ng alikabok.

Kapag ang likido sa bawat isa sa mga bula ay pinainit, ang proseso ng pagsingaw ay pinabilis, at ang puspos na presyon ng singaw ay tumataas. Lumalawak ang mga bula at, sa ilalim ng pagkilos ng buoyant force ng Archimedes, humiwalay mula sa ibaba, lumutang at sumabog sa ibabaw. Sa kasong ito, ang singaw na pumuno sa mga bula ay dinadala sa kapaligiran. Samakatuwid, ang pagkulo ay tinatawag na pagsingaw, na nangyayari sa buong dami ng likido. Ang pagkulo ay nagsisimula sa temperatura kapag ang mga bula ng gas ay may pagkakataon na lumawak, at ito ay nangyayari kung ang saturation vapor pressure ay lumampas sa atmospheric pressure. Kaya, ang boiling point ay ang temperatura kung saan ang saturation vapor pressure ng isang naibigay na likido ay katumbas ng atmospheric pressure. Habang kumukulo ang likido, nananatiling pare-pareho ang temperatura nito.

Imposible ang proseso ng pagkulo nang walang partisipasyon ng Archimedean buoyancy force. Samakatuwid, sa mga istasyon ng kalawakan sa mga kondisyon ng walang timbang ay walang kumukulo, at ang pag-init ng tubig ay humahantong lamang sa pagtaas ng laki ng mga bula ng singaw at ang kanilang kumbinasyon sa isang malaking bula ng singaw sa loob ng isang sisidlan na may tubig.

65. Kritikal na temperatura.

Mayroon ding isang konsepto tulad ng kritikal na temperatura; kung ang isang gas ay nasa temperatura na mas mataas sa kritikal na temperatura (indibidwal para sa bawat gas, halimbawa para sa carbon dioxide na humigit-kumulang 304 K), hindi na ito maaaring gawing likido, anuman ang mangyari. ang presyon ay inilalapat dito. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari dahil sa ang katunayan na sa isang kritikal na temperatura ang mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw ng likido ay zero.

Talahanayan 23. Kritikal na temperatura at kritikal na presyon ng ilang mga sangkap

Ano ang ipinahihiwatig ng pagkakaroon ng isang kritikal na temperatura? Ano ang nangyayari sa mas mataas na temperatura?

Ipinapakita ng karanasan na sa mga temperaturang mas mataas kaysa sa kritikal, ang isang substance ay maaari lamang nasa isang gas na estado.

Ang pagkakaroon ng isang kritikal na temperatura ay unang itinuro noong 1860 ni Dmitry Ivanovich Mendeleev.

Matapos ang pagtuklas ng kritikal na temperatura, naging malinaw kung bakit ang mga gas tulad ng oxygen o hydrogen ay hindi maaaring ma-convert sa likido sa loob ng mahabang panahon. Ang kanilang kritikal na temperatura ay napakababa (Talahanayan 23). Upang gawing likido ang mga gas na ito, dapat itong palamigin sa ilalim ng isang kritikal na temperatura. Kung wala ito, ang lahat ng mga pagtatangka na tunawin ang mga ito ay tiyak na mabibigo.

66. Bahagyang presyon. kamag-anak na kahalumigmigan. 67. Mga instrumento para sa pagsukat ng relatibong halumigmig ng hangin.

Ang buhay ng tao, hayop at halaman ay nakasalalay sa konsentrasyon ng singaw ng tubig (humidity) ng atmospera, na malawak na nag-iiba depende sa lugar at panahon. Karaniwan, ang singaw ng tubig sa paligid natin ay hindi puspos. Ang relatibong halumigmig ay ang ratio ng presyon ng singaw ng tubig sa saturation na presyon ng singaw sa parehong temperatura, na ipinahayag bilang isang porsyento. Ang isa sa mga aparato para sa pagsukat ng halumigmig ng hangin ay isang psychrometer, na binubuo ng dalawang magkaparehong thermometer, ang isa ay nakabalot sa isang basang tela. Kapag ang halumigmig ng hangin ay mas mababa sa 100%, ang tubig mula sa tela ay sumingaw, at ang thermometer B ay cool, na nagpapakita ng isang mas mababang temperatura kaysa sa A. At mas mababa ang halumigmig ng hangin, mas malaki ang pagkakaiba, Dt, sa pagitan ng mga pagbabasa ng mga thermometer A at B. Gamit ang isang espesyal na psychrometric table, ang pagkakaiba sa temperatura na ito ay maaaring gamitin upang matukoy ang halumigmig ng hangin.

Ang bahagyang presyon ay ang presyon ng isang tiyak na gas na bahagi ng pinaghalong gas, na ibibigay ng gas na ito sa mga dingding ng lalagyan na naglalaman nito, kung ito lamang ang sumasakop sa buong dami ng pinaghalong sa temperatura ng pinaghalong.

Ang bahagyang presyon ay hindi direktang sinusukat, ngunit tinatantya mula sa kabuuang presyon at komposisyon ng pinaghalong.

Ang mga gas na natunaw sa tubig o mga tisyu ng katawan ay nagdudulot din ng presyon dahil ang mga natunaw na molekula ng gas ay nasa random na paggalaw at may kinetic energy. Kung ang isang gas na natunaw sa isang likido ay tumama sa isang ibabaw, tulad ng isang cell membrane, ito ay nagsasagawa ng bahagyang presyon sa parehong paraan tulad ng isang gas sa isang halo ng gas.

Ang P. D. ay hindi direktang masusukat, ito ay kinakalkula batay sa kabuuang presyon at komposisyon ng pinaghalong.

Mga Salik na Tumutukoy sa Halaga ng Bahagyang Presyon ng Gas na Natunaw sa Isang Liquid. Ang bahagyang presyon ng isang gas sa isang solusyon ay tinutukoy hindi lamang sa pamamagitan ng konsentrasyon nito, kundi pati na rin sa solubility coefficient nito, i.e. Ang ilang mga uri ng mga molekula, tulad ng carbon dioxide, ay pisikal o kemikal na nakakabit sa mga molekula ng tubig, habang ang iba ay tinataboy. Ang relasyong ito ay tinatawag na batas ni Henry at ipinahayag ng sumusunod na pormula: Partial pressure = Dissolved gas concentration / Solubility coefficient.

68. Pag-igting sa ibabaw.

Ang pinaka-kagiliw-giliw na tampok ng mga likido ay ang pagkakaroon ng isang libreng ibabaw. Ang likido, hindi tulad ng mga gas, ay hindi pinupuno ang buong dami ng sisidlan kung saan ito ibinuhos. Ang isang interface ay nabuo sa pagitan ng likido at ng gas (o singaw), na nasa mga espesyal na kondisyon kumpara sa natitirang bahagi ng masa ng likido. Ang mga molekula sa boundary layer ng isang likido, sa kaibahan sa mga molekula sa lalim nito, ay hindi napapalibutan ng iba pang mga molekula ng parehong likido mula sa lahat ng panig. Ang mga puwersa ng intermolecular na interaksyon na kumikilos sa isa sa mga molekula sa loob ng likido mula sa mga kalapit na molekula ay, sa karaniwan, kapwa nabayaran. Ang anumang molekula sa boundary layer ay naaakit ng mga molekula na matatagpuan sa loob ng likido (ang mga puwersang kumikilos sa isang partikular na molekula ng likido mula sa mga molekula ng gas (o singaw) ay maaaring mapabayaan). Bilang resulta, lumilitaw ang isang tiyak na resultang puwersa, na nakadirekta nang malalim sa likido. Ang mga molekula sa ibabaw ay iginuhit sa likido sa pamamagitan ng mga puwersa ng intermolecular attraction. Ngunit ang lahat ng mga molekula, kabilang ang mga molekula ng boundary layer, ay dapat na nasa isang estado ng equilibrium. Ang ekwilibriyong ito ay nakakamit sa pamamagitan ng bahagyang pagbabawas ng distansya sa pagitan ng mga molekula ng layer sa ibabaw at ng kanilang pinakamalapit na kapitbahay sa loob ng likido. Tulad ng makikita mula sa Fig. 3.1.2, kapag ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay bumababa, ang mga salungat na pwersa ay bumangon. Kung ang average na distansya sa pagitan ng mga molekula sa loob ng likido ay katumbas ng r0, kung gayon ang mga molekula ng layer ng ibabaw ay medyo mas makapal, at samakatuwid mayroon silang karagdagang supply ng potensyal na enerhiya kumpara sa mga panloob na molekula (tingnan ang Fig. 3.1.2) . Dapat itong isipin na dahil sa napakababang compressibility, ang pagkakaroon ng isang mas makapal na naka-pack na layer sa ibabaw ay hindi humantong sa anumang kapansin-pansing pagbabago sa dami ng likido. Kung ang isang molekula ay gumagalaw mula sa ibabaw patungo sa likido, ang mga puwersa ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ay gagawa ng positibong gawain. Sa kabaligtaran, upang hilahin ang isang tiyak na bilang ng mga molekula mula sa kalaliman ng likido patungo sa ibabaw (i.e., dagdagan ang ibabaw na lugar ng likido), ang mga panlabas na puwersa ay dapat magsagawa ng positibong gawain ΔAext, proporsyonal sa pagbabago ΔS ng ang ibabaw na lugar: ΔAext = σΔS.

Ang coefficient σ ay tinatawag na surface tension coefficient (σ > 0). Kaya, ang koepisyent ng pag-igting sa ibabaw ay katumbas ng trabaho na kinakailangan upang madagdagan ang ibabaw na lugar ng isang likido sa pare-pareho ang temperatura ng isang yunit.

Sa SI, ang koepisyent ng pag-igting sa ibabaw ay sinusukat sa joules per square meter (J/m2) o sa newtons per meter (1 N/m = 1 J/m2).

Ito ay kilala mula sa mechanics na ang equilibrium states ng isang system ay tumutugma sa pinakamababang halaga ng potensyal na enerhiya nito. Ito ay sumusunod na ang libreng ibabaw ng likido ay may posibilidad na bawasan ang lugar nito. Para sa kadahilanang ito, ang isang libreng patak ng likido ay tumatagal ng isang spherical na hugis. Ang likido ay kumikilos na para bang ang mga puwersang kumikilos nang tangential sa ibabaw nito ay kumukuha (hinatak) ang ibabaw na ito. Ang mga puwersang ito ay tinatawag na mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw.

Ang pagkakaroon ng mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw ay ginagawang ang ibabaw ng isang likido ay parang isang nababanat na nakaunat na pelikula, na may pagkakaiba lamang na ang mga puwersang nababanat sa pelikula ay nakasalalay sa lugar ng ibabaw nito (i.e., kung paano nababago ang anyo ng pelikula), at ang pag-igting sa ibabaw Ang mga puwersa ay hindi nakasalalay sa mga likido sa ibabaw na lugar.

Ang ilang mga likido, tulad ng tubig na may sabon, ay may kakayahang bumuo ng mga manipis na pelikula. Ang mga kilalang bula ng sabon ay may regular na spherical na hugis - nagpapakita rin ito ng epekto ng mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw. Kung ibababa mo ang isang wire frame, ang isa sa mga gilid nito ay naitataas, sa isang solusyon sa sabon, pagkatapos ay ang buong frame ay tatakpan ng isang pelikula ng likido.

69. Pagbasa.

Alam ng lahat na kung maglalagay ka ng isang patak ng likido sa isang patag na ibabaw, ito ay maaaring kumalat sa kabuuan nito o magkakaroon ng isang bilog na hugis. Bukod dito, ang laki at convexity (ang halaga ng tinatawag na contact angle) ng isang nakahiga na drop ay natutukoy sa pamamagitan ng kung gaano ito basa sa isang naibigay na ibabaw. Ang kababalaghan ng basa ay maaaring ipaliwanag bilang mga sumusunod. Kung ang mga molekula ng isang likido ay naaakit sa isa't isa nang higit kaysa sa mga molekula ng isang solid, ang likido ay may posibilidad na bumuo ng isang patak.

Ang isang matinding contact angle ay nangyayari sa isang wettable (lyophilic) surface, habang ang isang obtuse contact angle ay nangyayari sa isang non-wettable (lyophobic) surface.

Ito ay kung paano kumikilos ang mercury sa salamin, tubig sa paraffin o sa isang "mamantika" na ibabaw. Kung, sa kabaligtaran, ang mga molekula ng isang likido ay naaakit sa isa't isa nang hindi gaanong malakas kaysa sa mga molekula ng isang solid, ang likido ay "pinipilit" sa ibabaw at kumakalat sa ibabaw nito. Nangyayari ito sa isang patak ng mercury sa isang zinc plate o sa isang patak ng tubig sa malinis na baso. Sa unang kaso, sinasabi nila na ang likido ay hindi nabasa ang ibabaw (ang anggulo ng contact ay mas malaki kaysa sa 90 °), at sa pangalawang kaso, binabasa ito (ang anggulo ng contact ay mas mababa sa 90 °).

Ito ang water-repellent lubricant na tumutulong sa maraming hayop na makatakas mula sa sobrang basa. Halimbawa, ang mga pag-aaral ng mga hayop at ibon sa dagat - mga fur seal, seal, penguin, loon - ay nagpakita na ang kanilang mahinhin na buhok at mga balahibo ay may hydrophobic properties, habang ang mga guard hair ng mga hayop at ang itaas na bahagi ng contour na mga balahibo ng mga ibon ay mahusay na nabasa. sa pamamagitan ng tubig. Bilang resulta, ang isang layer ng hangin ay nalikha sa pagitan ng katawan ng hayop at ng tubig, na gumaganap ng isang mahalagang papel sa thermoregulation at thermal insulation.

Ngunit ang pagpapadulas ay hindi lahat. Ang istraktura ng ibabaw ay gumaganap din ng isang makabuluhang papel sa hindi pangkaraniwang bagay ng basa. Maaaring mapabuti ng magaspang, matigtig o buhaghag na lupain ang basa. Alalahanin natin, halimbawa, ang mga espongha at terry na tuwalya, na perpektong sumisipsip ng tubig. Ngunit kung ang ibabaw ay sa una ay "natatakot" sa tubig, kung gayon ang nabuo na kaluwagan ay magpapalubha lamang sa sitwasyon: ang mga patak ng tubig ay magtitipon sa mga gilid at gumulong pababa.

70. Capillary phenomena.

Ang mga capillary phenomena ay ang pagtaas o pagbagsak ng likido sa maliliit na diameter na tubo - mga capillary. Ang mga basang likido ay tumataas sa pamamagitan ng mga capillary, ang mga hindi basang likido ay bumababa.

Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 3.5.6 ang isang capillary tube ng isang tiyak na radius r, na ibinaba sa ibabang dulo nito sa isang basang likido na may density na ρ. Ang itaas na dulo ng capillary ay bukas. Ang pagtaas ng likido sa capillary ay nagpapatuloy hanggang sa ang puwersa ng gravity na kumikilos sa haligi ng likido sa capillary ay naging katumbas ng magnitude sa nagreresultang Fn na mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw na kumikilos kasama ang hangganan ng pakikipag-ugnay ng likido sa ibabaw ng capillary: Fт = Fн, kung saan Fт = mg = ρhπr2g, Fн = σ2πr cos θ.

Ito ay nagpapahiwatig:

Larawan 3.5.6.

Pagtaas ng basang likido sa capillary.

Sa kumpletong basa θ = 0, cos θ = 1. Sa kasong ito

Sa kumpletong hindi basa θ = 180°, cos θ = –1 at, samakatuwid, h< 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Halos binabasa ng tubig ang malinis na ibabaw ng salamin. Sa kabaligtaran, ang mercury ay hindi ganap na nabasa ang ibabaw ng salamin. Samakatuwid, ang antas ng mercury sa glass capillary ay bumaba sa ibaba ng antas sa sisidlan.

71. Mga mala-kristal na katawan at ang kanilang mga katangian.

Hindi tulad ng mga likido, ang isang solid ay nagpapanatili hindi lamang sa dami nito, kundi pati na rin sa hugis nito at may makabuluhang lakas.

Ang iba't ibang mga solidong nakatagpo ay maaaring nahahati sa dalawang pangkat na malaki ang pagkakaiba sa kanilang mga katangian: mala-kristal at walang hugis.

Mga pangunahing katangian ng mga mala-kristal na katawan

1. Ang mga mala-kristal na katawan ay may isang tiyak na temperatura ng pagkatunaw na tmelt, na hindi nagbabago sa panahon ng proseso ng pagtunaw sa pare-parehong presyon (Larawan 1, kurba 1).

2. Ang mga mala-kristal na katawan ay nailalarawan sa pagkakaroon ng spatial na kristal na sala-sala, na isang nakaayos na pag-aayos ng mga molekula, atomo o ion, na paulit-ulit sa buong dami ng katawan (mahabang pagkakasunud-sunod). Ang anumang kristal na sala-sala ay nailalarawan sa pagkakaroon ng gayong elemento ng istraktura nito, ang paulit-ulit na pag-uulit na kung saan sa espasyo ay maaaring makagawa ng buong kristal. Ito ay isang solong kristal. Ang polycrystal ay binubuo ng maraming napakaliit na solong kristal na pinagsama-sama, na random na naka-orient sa espasyo.

Paggalaw. Kainitan Kitaygorodsky Alexander Isaakovich

Rectilinear motion na may patuloy na acceleration

Ang ganitong paggalaw ay nangyayari, ayon sa batas ni Newton, kapag ang isang patuloy na puwersa ay kumikilos sa katawan, na nagtutulak o nagpepreno sa katawan.

Bagaman hindi ganap na tumpak, ang mga ganitong kondisyon ay madalas na lumitaw: ang isang kotse na tumatakbo nang naka-off ang makina ay naka-preno sa ilalim ng pagkilos ng isang humigit-kumulang na pare-pareho na puwersa ng friction, isang mabigat na bagay ay nahulog mula sa isang taas sa ilalim ng impluwensya ng patuloy na grabidad.

Ang pag-alam sa laki ng nagresultang puwersa, pati na rin ang masa ng katawan, makikita natin sa pamamagitan ng formula a = F/m halaga ng acceleration. kasi

saan t- oras ng paggalaw, v- pangwakas, at v 0 ang paunang bilis, pagkatapos gamit ang pormula na ito, masasagot mo ang ilang tanong na ganito ang katangian: gaano katagal huminto ang tren kung malalaman ang lakas ng pagpepreno, ang masa ng tren at ang paunang bilis? Sa anong bilis magpapabilis ang sasakyan kung malalaman ang lakas ng makina, puwersa ng paglaban, masa ng sasakyan at oras ng pagbilis?

Madalas kaming interesado sa pag-alam sa haba ng landas na nilakbay ng isang katawan sa pare-parehong pinabilis na paggalaw. Kung ang paggalaw ay pare-pareho, kung gayon ang distansya na nilakbay ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagpaparami ng bilis ng paggalaw sa oras ng paggalaw. Kung ang paggalaw ay pantay na pinabilis, kung gayon ang distansya na nilakbay ay kinakalkula na parang ang katawan ay gumagalaw sa parehong oras t pare-pareho sa bilis na katumbas ng kalahati ng kabuuan ng una at huling bilis:

Kaya, na may pantay na pinabilis (o mabagal) na paggalaw, ang landas na nilakbay ng katawan ay katumbas ng produkto ng kalahati ng kabuuan ng mga inisyal at huling bilis at ang oras ng paggalaw. Ang parehong distansya ay sakop sa parehong oras na may pare-parehong paggalaw sa bilis (1/2)( v 0 + v). Sa ganitong kahulugan, mga (1/2)( v 0 + v) masasabi nating ito ang average na bilis ng pare-parehong pinabilis na paggalaw.

Ito ay kapaki-pakinabang upang lumikha ng isang formula na magpapakita ng pagtitiwala ng distansya na nilakbay sa acceleration. Pagpapalit v = v 0 + sa sa huling formula, makikita natin:

o, kung ang paggalaw ay nangyayari nang walang paunang bilis,

Kung ang isang katawan ay naglalakbay ng 5 m sa isang segundo, pagkatapos ay sa dalawang segundo ito ay maglalakbay (4?5) m, sa tatlong segundo - (9?5) m, atbp. Ang distansya na nilakbay ay tumataas sa proporsyon sa square of time.

Ayon sa batas na ito, ang isang mabigat na katawan ay nahulog mula sa isang taas. Ang acceleration sa panahon ng free fall ay g, at ang formula ay nasa sumusunod na anyo:

Kung t kapalit sa ilang segundo.

Kung ang isang katawan ay maaaring mahulog nang walang panghihimasok sa loob lamang ng 100 segundo, kung gayon ito ay naglakbay ng isang malaking distansya mula sa simula ng taglagas - mga 50 km. Sa kasong ito, sa unang 10 segundo lamang (1/2) km ang sasaklawin - ito ang ibig sabihin ng accelerated movement.

Ngunit anong bilis ang bubuo ng isang katawan kapag nahulog mula sa isang naibigay na taas? Upang masagot ang tanong na ito, kakailanganin namin ng mga formula na nauugnay sa distansya na nilakbay sa acceleration at bilis. Pagpapalit sa S = (1/2)(v 0 + v)t halaga ng oras ng paggalaw t = (v ? v 0)/a, nakukuha namin:

o, kung ang paunang bilis ay zero,

Sampung metro ang taas ng isang maliit na dalawa o tatlong palapag na bahay. Bakit mapanganib na tumalon sa Earth mula sa bubong ng naturang bahay? Ang isang simpleng pagkalkula ay nagpapakita na ang bilis ng libreng pagkahulog ay aabot sa halaga v= sqrt(2·9.8·10) m/s = 14 m/s? 50 km/h, ngunit ito ay isang city car speed.

Ang air resistance ay hindi makakabawas sa bilis na ito.

Ang mga formula na nakuha namin ay ginagamit para sa iba't ibang uri ng mga kalkulasyon. Gamitin natin ang mga ito upang makita kung paano nagaganap ang paggalaw sa Buwan.

Ang nobelang The First Men in the Moon ni Wells ay nagsasalaysay ng mga sorpresang naranasan ng mga manlalakbay sa kanilang kamangha-manghang mga ekskursiyon. Sa Buwan, ang acceleration ng gravity ay humigit-kumulang 6 na beses na mas mababa kaysa sa Earth. Kung sa Earth ang isang bumabagsak na katawan ay naglalakbay ng 5 m sa unang segundo, pagkatapos ay sa Buwan ito ay "lutang" pababa lamang ng 80 cm (ang acceleration ay humigit-kumulang 1.6 m / s2).

Tumalon mula sa taas h tumatagal ang oras t= sqrt(2 h/g). Dahil ang lunar acceleration ay 6 na beses na mas mababa kaysa sa Earth, kung gayon sa Buwan kakailanganin mo ang sqrt(6) ? 2.45 beses na mas mahaba. Ilang beses bumaba ang bilis ng huling pagtalon ( v= sqrt(2 gh))?

Sa Buwan, maaari kang ligtas na tumalon mula sa bubong ng isang tatlong palapag na gusali. Ang taas ng isang pagtalon na ginawa na may parehong paunang bilis ay tumataas ng anim na beses (formula h = v 2 /(2g)). Ang isang bata ay makakagawa ng isang tumalon na lampas sa makalupang talaan.

Mula sa aklat na Physics: Paradoxical mechanics sa mga tanong at sagot may-akda Gulia Nurbey Vladimirovich

4. Paggalaw at lakas

Mula sa aklat na The Newest Book of Facts. Tomo 3 [Physics, chemistry and technology. Kasaysayan at arkeolohiya. Miscellaneous] may-akda Kondrashov Anatoly Pavlovich

Mula sa aklat na Theory of the Universe ni Eternus

Mula sa aklat na Interesting about astronomy may-akda Tomilin Anatoly Nikolaevich

9. Paggalaw ng Buwan Ang Buwan ay umiikot sa Earth na may panahon na 27 araw 7 oras 43 minuto at 11.5 segundo. Ang panahong ito ay tinatawag na sidereal month. Ang Buwan ay umiikot sa sarili nitong axis na may eksaktong parehong panahon. Samakatuwid, malinaw na palagi tayong tinutugunan

Mula sa aklat na The Evolution of Physics may-akda Einstein Albert

Ang prinsipyo ng relativity ng eter at paggalaw ni Galileo ay may bisa para sa mga mekanikal na phenomena. Sa lahat ng inertial system na gumagalaw sa isa't isa, ang parehong mga batas ng mekanika ay nalalapat. Ang prinsipyong ito ba ay wasto din para sa mga di-mekanikal na phenomena, lalo na ang para sa

Mula sa aklat na Physics sa bawat hakbang may-akda Perelman Yakov Isidorovich

Paggalaw sa isang bilog Buksan ang payong, ilagay ang dulo nito sa sahig, paikutin ito at ihagis sa loob ng isang bola, gusot na papel, isang panyo - sa pangkalahatan, anumang bagay na magaan at hindi nababasag. May mangyayaring hindi mo inaasahan. Ang payong ay tila ayaw tumanggap ng regalo: isang bola o isang papel na bola

Mula sa aklat na Movement. Init may-akda Kitaygorodsky Alexander Isaakovich

Ang paggalaw ay kamag-anak Ang batas ng pagkawalang-galaw ay humahantong sa atin sa konklusyon tungkol sa multiplicity ng mga inertial system. Hindi isa, ngunit maraming mga sistema ng sanggunian ang nagbukod ng mga "walang dahilan" na paggalaw. Kung ang isang ganoong sistema ay matatagpuan, pagkatapos ay isa pa ay agad na matatagpuan, na gumagalaw sa pagsasalin ( wala

Mula sa aklat na Systems of the World (mula sa mga sinaunang tao hanggang Newton) may-akda Gurev Grigory Abramovich

Paggalaw sa isang bilog Kung ang isang punto ay gumagalaw sa isang bilog, ang paggalaw ay pinabilis, kung dahil lamang sa bawat sandali ng oras ang bilis ay nagbabago ng direksyon nito. Ang bilis ay maaaring manatiling hindi nagbabago sa magnitude, at tututukan natin ito

Mula sa aklat 1. Makabagong agham ng kalikasan, mga batas ng mekanika may-akda Feynman Richard Phillips

Jet motion Gumagalaw ang isang tao sa pamamagitan ng pagtulak sa lupa; lumulutang ang bangka dahil itinutulak ng mga tagasagwan ang tubig gamit ang kanilang mga sagwan; Ang de-motor na barko ay itinutulak din palayo sa tubig, hindi lamang gamit ang mga sagwan, ngunit may mga propeller. Ang isang tren na tumatakbo sa mga riles at ang isang kotse ay tumulak din mula sa lupa -

Mula sa aklat na Faraday. Electromagnetic Induction [High Voltage Science] may-akda Castillo Sergio Rarra

VI. Paggalaw ng matigas na katawan Sandali ng puwersa Subukang paikutin ang isang mabigat na flywheel gamit ang iyong kamay. Hilahin ang nagsalita. Magiging mahirap para sa iyo kung hinawakan mo ang iyong kamay nang napakalapit sa ehe. Ilipat ang iyong kamay sa gilid, at magiging mas madali ang mga bagay. Ano ang nagbago? Pagkatapos ng lahat, lakas sa parehong mga kaso

Mula sa aklat ng may-akda

Ano ang hitsura ng thermal motion Ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay maaaring maging higit o hindi gaanong mahalaga sa "buhay" ng mga molekula. Ang tatlong estado ng bagay - gas, likido at solid - ay naiiba sa isa't isa sa papel na ginagampanan ng pakikipag-ugnayan sa kanila

Mula sa aklat ng may-akda

TRANSFORMING ELECTRICITY INTO MOTION Napansin ni Faraday ang isang maliit na detalye sa mga eksperimento ni Oersted na tila naglalaman ng susi sa pag-unawa sa problema.Nahulaan niya na ang magnetism ng isang electric current ay palaging nagpapalihis sa compass needle sa isang direksyon. Halimbawa, kung

Layunin ng Aralin:

Pang-edukasyon:

Pang-edukasyon:

Vos masustansya

Uri ng aralin : Pinagsanib na aralin.

Tingnan ang mga nilalaman ng dokumento
“Paksa ng aralin: “Pagpapabilis. Rectilinear motion na may patuloy na acceleration."

Inihanda ni Marina Nikolaevna Pogrebnyak, guro ng pisika sa MBOU "Secondary School No. 4"

Klase -11

Aralin 5/4 Paksa ng aralin: “Pagpapabilis. Rectilinear motion na may patuloy na acceleration».

Layunin ng Aralin:

Pang-edukasyon: Ipakilala sa mga mag-aaral ang mga katangian ng rectilinear uniformly accelerated motion. Ibigay ang konsepto ng acceleration bilang pangunahing pisikal na dami na nagpapakita ng hindi pantay na paggalaw. Maglagay ng formula upang matukoy ang agarang bilis ng isang katawan anumang oras, kalkulahin ang agarang bilis ng isang katawan anumang oras,

pagbutihin ang kakayahan ng mga mag-aaral sa paglutas ng mga problema gamit ang analytical at graphical na pamamaraan.

Pang-edukasyon: pagbuo ng teoretikal, malikhaing pag-iisip sa mga mag-aaral, pagbuo ng pag-iisip sa pagpapatakbo na naglalayong pumili ng mga pinakamainam na solusyon

Vosmasustansya : upang linangin ang isang mulat na saloobin sa pag-aaral at interes sa pag-aaral ng pisika.

Uri ng aralin : Pinagsanib na aralin.

Mga Demo:

1. Uniformly accelerated motion ng isang bola sa isang hilig na eroplano.

2. Multimedia application na "Mga Pundamental ng Kinematics": fragment na "Uniformly accelerated motion".

Pag-unlad.

1.Sandali ng organisasyon.

2. Pagsubok ng kaalaman: Independent work (“Movement.” “Mga graph ng rectilinear uniform motion”) - 12 min.

3. Pag-aaral ng bagong materyal.

Plano para sa paglalahad ng bagong materyal:

1. Mabilis na bilis.

2. Pagpapabilis.

3. Bilis sa panahon ng rectilinear na pare-parehong pinabilis na paggalaw.

1. Mabilis na bilis. Kung ang bilis ng isang katawan ay nagbabago sa paglipas ng panahon, upang ilarawan ang paggalaw kailangan mong malaman kung ano ang bilis ng katawan sa isang naibigay na sandali sa oras (o sa isang partikular na punto sa tilapon). Ang bilis na ito ay tinatawag na instantaneous speed.

Masasabi rin natin na ang madalian na bilis ay ang average na bilis sa isang napakaikling agwat ng oras. Kapag nagmamaneho sa isang variable na bilis, ang average na bilis na sinusukat sa iba't ibang mga agwat ng oras ay magiging iba.

Gayunpaman, kung, kapag sinusukat ang average na bilis, kukuha kami ng mas maliit at mas maliit na mga agwat ng oras, ang halaga ng average na bilis ay may posibilidad sa ilang partikular na halaga. Ito ang agarang bilis sa isang naibigay na sandali sa oras. Sa hinaharap, kapag nagsasalita tungkol sa bilis ng isang katawan, ibig sabihin namin ang madalian nitong bilis.

2. Pagpapabilis. Sa hindi pantay na paggalaw, ang agarang bilis ng isang katawan ay isang variable na dami; iba ito sa magnitude at (o) direksyon sa iba't ibang oras at sa iba't ibang punto ng trajectory. Ang lahat ng speedometer ng mga kotse at motorsiklo ay nagpapakita lamang sa amin ng instantaneous speed module.

Kung ang madalian na bilis ng hindi pantay na paggalaw ay nagbabago nang hindi pantay sa pantay na mga yugto ng panahon, kung gayon napakahirap kalkulahin ito.

Ang ganitong kumplikadong hindi pantay na paggalaw ay hindi pinag-aaralan sa paaralan. Samakatuwid, isasaalang-alang lamang namin ang pinakasimpleng hindi pantay na paggalaw - pantay na pinabilis na rectilinear na paggalaw.

Rectilinear motion, kung saan ang madalian na bilis ay nagbabago nang pantay sa anumang pantay na agwat ng oras, ay tinatawag na uniformly accelerated rectilinear motion.

Kung ang bilis ng isang katawan ay nagbabago sa panahon ng paggalaw, ang tanong ay lumitaw: ano ang "rate ng pagbabago ng bilis"? Ang dami na ito, na tinatawag na acceleration, ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa lahat ng mekanika: makikita natin sa lalong madaling panahon na ang acceleration ng isang katawan ay tinutukoy ng mga puwersang kumikilos sa katawan na ito.

Ang acceleration ay ang ratio ng pagbabago sa bilis ng isang katawan sa pagitan ng oras kung kailan nangyari ang pagbabagong ito.

Ang SI unit ng acceleration ay m/s2.

Kung ang isang katawan ay gumagalaw sa isang direksyon na may acceleration na 1 m/s 2 , ang bilis nito ay nagbabago ng 1 m/s bawat segundo.

Ang terminong "pagpabilis" ay ginagamit sa pisika kapag pinag-uusapan ang anumang pagbabago sa bilis, kabilang ang kapag ang velocity modulus ay bumababa o kapag ang velocity modulus ay nananatiling hindi nagbabago at ang bilis ay nagbabago lamang sa direksyon.

3. Bilis sa panahon ng rectilinear na pare-parehong pinabilis na paggalaw.

Mula sa kahulugan ng acceleration sumusunod na v = v 0 + at.

Kung idirekta natin ang x axis sa tuwid na linya kung saan gumagalaw ang katawan, pagkatapos ay sa mga projection papunta sa x axis ay nakukuha natin ang v x = v 0 x + a x t.

Kaya, sa rectilinear uniformly accelerated motion, ang projection ng velocity ay depende sa linearly sa oras. Nangangahulugan ito na ang graph ng v x (t) ay isang straight line segment.

Formula ng paggalaw:

Bilis ng graph ng isang accelerating na kotse:

Speed ​​graph ng isang braking car

4. Pagsasama-sama ng bagong materyal.

Ano ang agarang bilis ng isang bato na inihagis nang patayo paitaas sa tuktok na punto ng tilapon nito?

Anong uri ng bilis - karaniwan o madalian - ang pinag-uusapan natin sa mga sumusunod na kaso:

a) ang tren ay bumiyahe sa pagitan ng mga istasyon sa bilis na 70 km/h;

b) ang bilis ng paggalaw ng martilyo sa pagtama ay 5 m/s;

c) ang speedometer sa electric locomotive ay nagpapakita ng 60 km/h;

d) ang isang bala ay nag-iiwan ng isang rifle sa bilis na 600 m/s.

MGA GAWAIN NA SOLUSYON SA ARALIN

Ang OX axis ay nakadirekta sa tilapon ng rectilinear motion ng katawan. Ano ang masasabi mo tungkol sa paggalaw kung saan: a) v x 0, at x 0; b) v x 0, a x v x x 0;

d) v x x v x x = 0?

1. Bahagyang natamaan ng isang hockey player ang pak gamit ang kanyang stick, na binibigyan ito ng bilis na 2 m/s. Ano ang magiging bilis ng pak 4 s pagkatapos ng impact kung, bilang resulta ng friction sa yelo, ito ay gumagalaw na may acceleration na 0.25 m/s 2?

2. Ang tren, 10 s pagkatapos ng pagsisimula ng paggalaw, ay nakakakuha ng bilis na 0.6 m/s. Gaano katagal bago umabot sa 3 m/s ang bilis ng tren?

5. GAWAING-BAHAY: §5,6, hal. 5 No. 2, hal. 6 Hindi. 2.

Ang uniporme na pinabilis ay isang paggalaw na may patuloy na pagbilis. Ang pinakasimpleng halimbawa ng naturang paggalaw ay ang malayang pagbagsak ng mga katawan, na pinag-aralan ni Galileo Galilei. Ang bilis ng paggalaw ay hindi nananatiling pare-pareho: sa pangkalahatang kaso, nagbabago ito pareho sa magnitude at direksyon. Ang paglalarawan ng kilusang ito ay mas kumplikado kumpara sa isang pare-parehong rectilinear na paggalaw. Ang mga aksyon na may mga numero ay pinapalitan dito ng mga aksyon na may mga vector, dahil ang mga vector ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa mga direksyon ng mga dami na nagpapakilala sa paggalaw (tungkol sa bilis, acceleration, displacement).
Ang pagpapabilis sa pantay na pinabilis na paggalaw ay nagpapakita kung gaano kalaki ang pagbabago ng bilis ng katawan sa bawat segundo ng paggalaw:

Kung saan ang V 0 ay ang unang bilis ng katawan, at ang V ay ang bilis ng parehong katawan pagkatapos ng ilang oras t.
Ipinapakita ng acceleration ang pagbabago sa bilis bawat yunit ng oras.
Mula sa kahulugan ng acceleration, sumusunod na ang agarang bilis ng isang katawan sa panahon ng pantay na pinabilis na paggalaw ay nagbabago sa paglipas ng panahon ayon sa isang linear na batas:

(2)

Ang formula na ito ay nagpapahintulot sa amin na kalkulahin ang bilis nito sa anumang sandali ng oras t mula sa unang bilis at acceleration ng isang katawan. Samantala, ang pangunahing gawain ng mechanics ay upang matukoy kung saan ang katawan ay pagkatapos ng isang naibigay na oras. Upang malutas ito, kailangan mong malaman ang paggalaw na ginawa ng katawan sa panahong ito. Ang displacement ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagpaparami ng average na bilis sa oras ng paglalakbay:

s=v cp t

Sa pantay na pinabilis na paggalaw, ang average na bilis ay katumbas ng kalahati ng kabuuan ng una at huling bilis ng paggalaw:

kaya naman:

Ang pagpapalit ng mga expression (2) dito, makuha namin ang:

s=v 0 t +at 2/2(3)

Ito ang equation na ito ay isang generalization ng formula: s=vt sa kaso ng paggalaw na may pare-pareho ang pagbilis.
Ang mga equation (1), (2), (3) ay vector. Ang mga aksyon na may mga vector ay naiiba sa mga aksyon na may mga numero, samakatuwid walang mga numerical na halaga ng displacement, bilis at acceleration ang maaaring ipalit sa mga naturang equation. Samantala, ang anumang mga kalkulasyon ay nangangailangan ng mga operasyon na may mga numero. Upang gawin itong posible, kinakailangan na lumipat mula sa paraan ng vector ng paglalarawan ng paggalaw patungo sa coordinate. Kapag naglalarawan ng paggalaw sa mga coordinate, ang mga projection sa mga coordinate axes ay ginagamit sa halip na mga vector. Dahil ang anumang vector ay nailalarawan sa pamamagitan ng tatlong projection sa X, Y at Z axes, samakatuwid, ang bawat vector equation sa pangkalahatang kaso ay tumutugma sa tatlong equation sa coordinate form. Para sa eroplano (two-dimensional) na paggalaw mayroon lamang dalawang tulad na mga equation. Kung ang paggalaw ay rectilinear, kung gayon para ilarawan ito, sapat na ang isang equation sa mga projection papunta sa X axis (sa kondisyon na ang axis na ito ay nakadirekta parallel sa particle velocity vector). Pagkatapos, ang mga equation (2) at (3), halimbawa, ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:

v x =v 0x +a x t

s x =v 0x t+a x t 2 /2(4)

Sa mga coordinate na paglalarawan ng paggalaw, ang coordinate ng katawan ay magiging katumbas ng:

x=x 0 +v 0x t+a x t 2 /2(5)

Sa konklusyon, gusto naming bigyan ka ng cheat sheet: