Електричне поле

Електричне поле та його характеристики

Прояв електричного поля.

   Електричні заряди не діють безпосередньо один на одний. Кожне заряджене тіло створює в навколишньому просторі електричне поле. Це поле зумовлює силову дію на інші заряджені тіла. 

Головна властивість електричного поля – дія на електричні заряди з деякою силою. Отже, взаємодія заряджених тіл здійснюється завдяки електричному полю, яке оточує заряджені тіла.

Електричне поле, яке оточує заряджене тіло, можна досліджувати за допомогою так званого пробного заряду – невеликого по величині точкового заряду, який не вносить помітного перерозподілу досліджуваних електричних полів.

Для кількісного визначення електричного поля вводять силову характеристику електричного поля - напруженість електричного поля.

Напруженістю електричного поля називають фізичну величину, яка дорівнює відношенню сили, з якою поле діє на позитивний пробний заряд, поміщений в дану точку простору, до величини цього заряду:

E = F/q

Закон Кулона

Електричний заряд. Закон Кулона

1° Електричний заряд.

Електричний заряд – це фізична величина, яка характеризує властивості частинок або тіл вступати в електромагнітні силові взаємодії.

Фундаментальні властивості зарядів частинок.

1.  В природі існує два види електричних зарядів: додатні (позитивні) та від’ємні (негативні).

2. Заряди можуть передаватись ( наприклад, під час контакту ) від одного тіла до іншого. На відміну від маси електричний заряд не є невід’ємною характеристикою тіла. Одне і те ж тіло в різних умовах може мати різний електричний заряд.

3. Однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні – притягуються. В цьому також проявляється принципова відмінність електромагнітних сил від гравітаційних. Гравітаційні сили завжди є силами притягання.

4. Одним з фундаментальних законів природи є експериментально встановлений закон збереження електричного заряду.

В ізольованій системі алгебраїчна сума зарядів всіх тіл залишається сталою:

   q₁+q₂+q₃+ … = const

ІІІ Всеукраїнська астрономічна олімпіада - IV етап

ІІІ  астрономічна олімпіада – наші найкращі 

Краса та сила (команда Львівської області): Роксоляна, Христина, Максим та Сергій на відкритті ІІІ-ї Всеукраїнської олімпіади з астрономії.

З 24 по 28 березня в повністю засніженому Києві проходила третя Всеукраїнська олімпіада з астрономії серед учнів 10-х та 11-х класів (IV етап).

Двоє учнів нашого класу представляли Львів та Львівську область у складі команди. Виступили вони досить успішно, виборовши дипломи: 

БРОДЮК СЕРГІЙ – диплом 2-го ступеня (4-й абсолютний результат) серед учнів 10-х класів; 

КУЗНЕЦОВ МАКСИМ – диплом 3-го ступеня серед учнів 11-х (!!!) класів.

Найприємнішим виявилось те, що і Сергій, і Максим попали на відбір на Міжнародну олімпіаду.

Туман

 Звідки береться туман?

Повторюємо насичену пару

  Кожен неодноразово мав можливість спостерігати атмосферне явище – туман. Більшість людей знають, що туман – це краплинки води (у вигляді рідини) котрі висять в повітрі, безпосередньо над земною поверхнею. 

Звідки береться рідина в газоподібній атмосфері Землі?

Як відомо, наша атмосфера складається, в основному,  з азоту та  кисню. Проте у ній також присутні інші гази: озон, вуглекислий газ, інертні гази, а також водяна пара. Зауважу, що речовина Н₂О перебуває у газоподібному стані, і ми її бачити не можемо.

Проте внаслідок охолодження повітря, водяна пара досягає стану насичення, а при подальшому пониженні температури, вона конденсується на невеликих піщинках, неоднорідностях та домішках (пил, сажа тощо), котрі завжди присутні в атмосфері. Кількість таких домішок зростає на території міст та в місцях, де зосередженні промислові заводи,  що свідчить про забруднення повітря на даних територіях.

Рідини

Рідини - агрегатний стан речовини

Повторюємо вивчене раніше

1°. Спільне та відмінне між рідинами та тв. тілами і газами.

   У твердому агрегатному стані речовини молекули (атоми) розміщуються, як відомо, впритул одна до одної. Через  значні  міжатомні (міжмолекулярні)  взаємодії атоми (молекули) в твердих тілах здійснюють лише коливальний рух відносно положень рівноваги (у кристалах відносно вузлів кристалічних ґраток). Тому потенціальна енергія взаємодії молекул значно більша від їх кінетичної енергії. 

Ближній порядок рідини (1-вода) та дальній порядок тв.тіла (2-лід)

У рідинах сили взаємодії між молекулами слабкіші, ніж у твердих тілах і значно сильніші, ніж у газах. Молекула рідини, коливаючись біля певного положення рівноваги, змінює з часом це положення, перескакуючи до інших молекул. Молекули рідини здійснюють коливальний, поступальний і обертальний рухи. У рідинах відстані між молекулами співмірні з їх ефективним діаметром, тому сили взаємодії молекул є значними. У цілому кінетична енергія молекул рідин приблизно дорівнює їх потенціальній енергії. Кожна  молекула в рідині, як і в твердому тілі, «затиснута» зі всіх боків сусідніми молекулами і здійснює теплові коливання навколо положення рівноваги. Однак, час від часу  молекула може перескочити в сусіднє вакантне місце. Такі переміщення  в  рідині відбуваються доволі часто; тому рідина зберігає свій об’єм, але не зберігає форми (легко набуває форми , яку має посудина).Це пояснює текучість рідини. Молекули рідини  можуть утворювати локальні (нестійкі) впорядковані групи, які складаються з декількох молекул. Це явище називають ближнім порядком .

Рівняння Клапейрона-Клаузіуса

 Рівняння Клапейрона-Клаузіуса

Насичена пара в атмосфері

Кількісний зв'язок між тиском насиченої пари речовини та її температури відображає рівняння Клапейрона-Клаузіуса.

Розглянемо підвищення тиску насиченої пари Δр під час зміни її температури на ΔТ. Для цього застосуємо міні цикл Карно, де за робочу речовину служить двофазова система рідина-насичена пара. Нехай у стані 1 двофазна система має температуру Т і тиск р.

За сталого тиску будемо ізотермічно розширювати систему, при цьому 1 кг рідини перейшов у насичену пару.

Під час 1-2 система отримала від нагрівника кількість теплоти q, яка дорівнює питомій теплоті пароутворення. 2-3 – адіабатичне розширення; 3-4 – ізотермічний стиск (1 кг пари конденсується у рідину); 4-1 – адіабатичний стиск.

Рівняння Ван-дер-Ваальса

Рівняння стану реального газу

Ван-дер-Ваальс та його газ

   Закони ідеальних газів, виведені на основі МКТ, добре описують реальні гази при малих тисках і не занадто низьких температурах. При підвищенні  тиску чи зниженні температури поведінка реальних газів кількісно та якісно відрізняється від поведінки газів ідеальних.

Вирішення даної проблеми запропонував у 1873 році голландський фізик Ван-дер-Ваальс (1837-1923), який ввів рівняння стану, яке назване його іменем.

Газ Ван-дер-Ваальса – це така модель реального газу, в якій молекули розглядаються як тверді кульки певного об’єму (діаметром d),  між якими діють сили взаємного притягання. Наявність власного розміру кульок зумовлює те, що в даній моделі враховано і сили відштовхування між молекулами реального газу.

[p + (m/μ)²∙a/V²][V - (m/μ)∙b] = RT

Останнє рівняння носить назву рівняння Ван-дер-Ваальса, яке для одного моля газу набуває вигляду: