Имеют кристаллическую решётку.

Анизотропия (только для монокристаллов).

Имеют определенную температуру плавления.

Зависимость физических свойств (прочность, теплопроводность, светопроводность, тепловое расширение и т.д.) от направления внутри кристалла называют анизотропией.

Аморфные тела - это твердые тела, которые по своим физическим свойствам занимают промежуточное положение между жидкостями и кристаллическими телами. При высоких температурах они ведут себя как жидкости, при низких - как твердые тела. Примером аморфных тел могут служить - канифоль, смола, стекло, пластмассы и т.д.

Свойства аморфных тел:

Атомы и молекулы не имеют строго расположения в пространстве.

Изотропны. (все свойства во всех направлениях одинаковы)

Не имеют определенной температуры плавления.

Все твердые тела подвергаются деформациям. Деформацией называются изменение формы или объёма тела. Различают упругую и пластическую деформации.

Деформации, которые полностью исчезают после прекращения действия внешних сил, называются упругими.

Деформации, которые не исчезают после прекращения действия внешних сил, называются пластическими.

Виды упругой деформации:

Растяжение (сжатие)

характеризуются:

абсолютным удлинением

относительным удлинением

2. Сдвиг.Характеризуетсяуглом сдвига.

Изгиб.

Кручение.

Первый и второй виды упругой деформации называются основными, так как изгиб и кручение представимы в комбинациях основных видов. Например, деформация изгиба представляет собой в верхних слоях тела растяжение, в нижних - сжатие. Кручение есть результат деформаций растяжения, сжатия и сдвига.

При деформациях в твердых телах возникает механическое напряжение. Механическим напряжением называют отношение модуля силы упругости, возникающей в теле при действии внешней силы, к площади поперечного сечения тела:

Закон Гука: При малых деформациях механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению. Коэффициент пропорциональности, входящий в закон Гука называется модулем упругости или модулем Юнга. [6]

Решение задач

Задача 1. На сколько удлинится медная проволока длиной 3м и диаметром 0,12мм под действием гири весом 1,5Н? Деформацию считайте упругой.

Дано СИ Решение

Воспользуемся законом Гука, механическим напряжением

и относительным удлинением.

Сравним правые части закона Гука и механического напряжения, учтем при этом относительное удлинение и площадь, получим: Выразим из этого выражения искомую величину: Ответ: 3,3 мм

Задача 2. Рассчитайте силу, необходимую для разрыва медной проволоки из школьного набора проводов диаметром 0,3мм.

Дано СИ Решение

Для решения задачи воспользуемся определением механического

напряжения и определением площади круга (проволока в сечении

круглая).

F-? Выразим силу F из механического напряжения. Подставим в эту

формулу выражение для площади сечения.

Ответ: 15Н

Задача 3. Какой максимальной высоты может быть кирпичное здание, если допускаемое напряжение кирпичной кладки ?

Дано СИ Решение

Созданное весом стен давление равно , где

плотность кирпича, высота кладки

Выразим высоту h, получим:

Ответ: 50 м

Основы термодинамики.

Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул(или атомов) относительно центра и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом(но не с молекулами других тел). . Внутренняя энергия идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре.

Она не зависит от объема и других макроскопических параметров системы. Изменение внутренней энергии данной массы идеального газа происходит только при изменение его температуры:

Работа газа равна: А’=F’ h=pS(h )

Эту работу можно выразить через изменение объема газа. Начальный объем V =Sh , а конечный V , поэтому А’=p(V -V )=p V, где -изменение объема газа.

При расширение газ совершает положительную работу, так как направление силы и направление перемещения поршня совпадают. В процессе расширения газ передает энергию окружающим телам.

Работа А, совершаемая внешними телами над газом, отрличаетсяот работы газа А’ только знаком; А=А’, так как сила F , действующая на газ, направлена против силы F’, а перемещение поршня остается тем же самым. Поэтому работа внешних сил, действующих на газ, равна: А=-А’=-p

Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называют теплообменом или теплопередачей.

Количественная мера измерения внутренней энергии при теплообмене называют количеством теплоты.

Удельная теплоемкость- это количество теплоты, которое получает или отдает 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 К.

Q=cm( )=cm

Количество теплоты, необходимое для превращения при постоянной температуре 1 кг жидкости в пар, называют удельной теплотой парообразования. Qп=rm; Qк=-rm

Количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления в жидкость той же температуры, называют удельной плавления . Qпл= ; Qкр=-

Количество теплоты, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива при температуре сгорания, называют удельной сгорания Qпл= ; Qкр=-

Закон сохранения энергии

Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает; количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую.

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: ; Q=

Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

Невозможно перевести теплоту от более холодной системы к более горечей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или в окружающих телах.

Согласно закону сохранения энергии работа, совершаемая двигателем равна: А’=

Где Q -количество теплоты, полученное от нагревателя, а Q -количество теплоты, отданное холодильнику.

Коэффициентом полезного действия теплового двигателя называют отношение работы А’, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:

Так как у всех двигателей некоторое количество теплоты передается холодильнику, то <1.

Карно придумал идеальную тепловую машину с идеальным газом в качестве рабочего тела. Он получил для КПД этой машины следующее значение:

→ → =62%

Действительно же значение КПД из-за различного рода энергетических потерь приблизительно равно 40%. Максимальный КПД около 44%-имеют двигатели Дизеля.

Решение задач

Задача 1. Свинцовая пуля летит со скоростью 200м/с и попадает в земляной вал. На сколько градусов нагреется пуля, если 78% кинетической энергии пули превратилось во внутреннюю?

Дано СИ Решение

Так часть кинетической энергии перешла во внутреннюю, следовательно,

пуля нагрелась. Значит

, Получим:

, массу можно сократить. Выразим :

Ответ: 120К

Задача 2. 1 м³ воздуха при температуре 0°С находится в цилиндре при давлении 2·10⁵Па. Какая будет совершена работа при его изобарном нагревании на 10°С?

Дано СИ Решение

V₁= 1 м³ Определить работу расширения газа. Температуру

t₁ = 0°С переводим в Кельвины. T₁=273 К; T₂=283 К

P=2*10⁵ Па V₁/T₁=V₂/T₂→ V₂=1,0366 м³

t₂ = 10°С ∆V=1,0366-1=0,0366 м³

А-? А=Р*∆V=2*10⁵*0.0366 = 7326 Дж =7.3 кДж

Ответ: 7.3 кДж

Задача 3. Температура нагревателя идеальной тепловой машины 117⁰С, а холодильника 27⁰С. Количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за 1с, равно 60кДж. Вычислить КПД машины, количество теплоты, отдаваемое холодильнику в 1с и мощность машины.

Дано СИ Решение