сряда, 25 декември 2013 г.

Топлообмен и топлинен баланс

1. Осъществяване на топлообмен, между две тела:
За да протича топлообмен между две тела, е необходимо голям брой градивни частици от едното тяло да взаимодействат с голям брой градивни частици от другото тяло.

2. Топлоизолация:
За да се изолира топлинно едно тяло трябва да се наруши условието за топлообмен. Изолация се постига, когато около тялото има газ с ниско налягане. Тогава броят на градивните частици в 1 см3 от газа е сравнително малък и затова са относително редки ударите им в тялото.

3. Топлинен баланс:
(1) Q1 + Q2 = 0.
Ако между две тела протича само топлообмен, количеството топлина, отдадено от по-горещото тяло е, равно на количеството топлина, получено от по-студеното тяло.

Q1 = c1*m1*(t-t1),
Q2 = c2*m2*(t-t2)

(2) c1*m1*(t-t1) +  c2*m2*(t-t2) = 0.

събота, 21 декември 2013 г.

Топене и изпарение

1. Кристални и аморфни тела:
Когато равновесните положения, при които трептят градивните частици, са подредени правилно в големи части от твърдо тяло, то е кристално твърдо тяло и съответно веществото е в кристално твърдо състояние. Когато равновесните положения са хаотично разположени, се образува аморфно твърдо тяло, веществото се намира в аморфно твърдо състояние.

2. Топене на кристалните твърди тела.
Всяко вещество в кристално твърдо състояние се характеризира с определена температура на топене.

3. Топене на аморфни твърди тела:
За веществата в аморфно твърдо състояние е характерен определен интервал, в който става топенето им.

4. Специфична топлина на топене:
Когато топенето започне, количеството топлина, което трябва да се предаде, за да се стопи 1 кг от дадено вещество, се нарича специфична топлина на топене на това вещество.
Специфичната топлина на топене се означава с λ. Щом за стапяне на 1 кг е необходимо количество топлина λ, за стапяне на тяло с маса m от същото вещество е необходимо количество топлина
(1) Q=λ*m.
От (1) следва, че λ=Q/m, от тук следва, че мерната единица за специфичната топлина за топене е [J/kg]

5. Изпарение:
Количеството топлина, което трябва да се предаде на течност, за да се изпари 1 кг от нея при постоянна температура, се нарича специфична топлина на изпарение на течността.
(2) Q=r*m,
където Q - количество топлина, r - специфична топлина на изпарение за тяло с маса m.
Мерната единица е: [J/kg]

6. Кипене на течности:
При нагряване на течност в открит съд температурата се повишава, а изпарението се извършва от свободната повърхност. Когато се достигне определена температура - температура на кипене, изпарението протича в целия обем на течността, като мехури, изпълнени с пари, се движат от дъното към повърхността на течността. Този процес се нарича кипне. Температурата на кипене е характерна величина за всяка повърхност.

понеделник, 7 октомври 2013 г.

Количество топлина

- Количеството топлина, което получава едно тяло при повишаване на температурата му, е право пропорционално на произведението от масата на тялото и разликата между крайната и началната температура, като коефициентът на пропорционалност зависи от веществото на тялото.
(1) Q = c*m*(t-t0),
Където:
Q е количество топлина,
m е масата на тялото,
C е физична величина, която се нарича специфичен топлинен капацитет,
t - крайна температура
t0 - начална температура.
* При t>t0 Q>0; при t<t0 Q<0.

1. Специфичен топлинен капацитет:
От (1) виждаме, че:
(2) c = Q / (m*(t-t0))

Специфичният топлинен капацитет е характерна за дадено вещество величина, която се измерва с количество топлина, необходимо за повишаване на температурата на 1 кг от това вещество с 1°C.

- Мерна единица - J/kg*K

2. Специфична топлина на изгаряне:

Количеството топлина, което се получава при изгаряне на 1 кг гориво, се нарича негова специфична топлина на изгаряне.

Q = q*m

Където:
Q е количеството топлина
q е специфичната топлина на изгаряне
m е масата на веществото

Мерна единица - J/kg

понеделник, 30 септември 2013 г.

Топлинно движение на градивните частици на веществата

1. Дифузия:
Определение - Дифузия се нарича взаимното проникване на вещества вследствие на хаотичното движение на градивните им частици.
Освен при газове дифузия се наблюдава както при допир между две течности, така и при допир между твърди тела, но тогава скоростта е много по-малка. Дифузията може да се ускори чрез повишаване на температурата на веществата, което показва, че при по-висока температура скоростите на градивните частици са по-големи.

2. Брауново движение:
Определение - Частиците извършват непрестанно зигзагообразно движение, наречено Брауново движение, при което:
- движенията на частиците не спират с течение на времето;
- при повишаване на температурата скоростите на частиците нарастват.

3. Основни положения на молекулно-кинетичната теория.
- Веществата са изградени от частици, като пространството между тях е свободно.
- Градивните частици извършват непрестанно, хаотично движение. Наричано още - топлинно движение.
- Градивните частици взаимодействат помежду си.
- Силите на взаимодействие и скоростите на градивните частици определят агрегатното състояние на веществото.
- Скоростите на градивните частици и техните кинетични енергии нарастват при повишаване на температурата.

Равновесие на телата

1. Условия за равновесие:
- За да се намира едно тяло в равновесие, е необходимо равнодействащата на всички приложени върху него сили да бъде нула, т.е. силите да се уравновесяват.
Тяло се намира в равновесие, ако остава неподвижно, въпреки действието на приложените върху него сили.
Ако равнодействащата не е нула, под нейно действие тялото ще се движи равноускорително, т.е. тялото няма да бъде неподвижно.

2. Видове равновесие:
- Ако тяло, което бъде отклонено от равновесното си положение, се връща в него без намеса на други сили, равновесието се нарича устойчиво.
- Ако тяло, което бъде отклонено от равновесното си положение, не отдалечава от него, без намеса на други сили, равновесието се нарича неустойчиво.
- Ако за определено равновесно положение съседните положения също са равновесни, равновесието се нарича безразлично.

3. Център на тежестта  на тяло.
- Точката, в която, ако окачим едно тяло, то се намира в безразлично равновесие, се нарича център на тежестта на тялото.
Центърът на тежестта може да се разглежда като приложна точка на силата на тежестта на тялото.

4. Условие за равновесие на тяло, поставен върху равнина:
- При наклоняване на опората положението на равновесие се запазва, докато вертикалната права, минаваща през центъра на тежестта на тялото, пробожда тази негова повърхност, върху която то лежи.
- За да се запази равновесието на едно тяло при по-големи наклони, центърът на тежестта му трябва да се намира в по-ниско положение.

четвъртък, 26 септември 2013 г.

Закон за запазване на механичната енергия

- Сумата от кинетичната и потенциалната енергия на тяло се нарича механична енергия на тялото.
(1) E = Ек + Еп.

1. Механична енергия на тяло, върху което действа само сила на тежестта:
- Механичната енергия на тяло, на което действа само силата на тежестта, е постоянна величина, една и съща във всеки момент от време.
  • Закон за запазване на механичната енергия:
(2) E = (m*v^2)/2 + m*g*H = const

-Когато на движещо се тяло действат сили на триене или съпротивление, неговата механична енергия намалява.

Потенциална енергия

1. Работа на силата на тежестта:
- Когато тяло с маса m пада вертикално надолу, след изминаване на пътя h силата на тежестта G = m*g извършва работа AG:
(1) AG = G*h = m*g*h.
Работата на силата на тежестта не зависи от формата на траекторията на движещото се тяло, а само от разликата във височините между началното и крайното положение.

2. Определяне на потенциалната енергия на тяло.
- Потенциалната енергия Еп на тяло с маса m, издигнато на височина H, е:
(2) Eп = m*g*h.
Височината обикновено се отчита от земната повърхност, която се нарича нулево равнище.
Когато едно тяло се издига, потенциалната му енергия расте, а когато се спуска надолу, потенциалната му енергия намалява.
(3) A= Eп[1] - Eп[2].
- Работата на силата на тежестта е равна на разликата между потенциалната енергия на тялото в началното положение и потенциалната му енергия в крайното положение.

сряда, 25 септември 2013 г.

Работа. Кинетична енергия

1. Пресмятане на работа:
- Когато една сила F действа върху тяло по посока на движението му, тя извършва работа A, равна на произведението от големината на силата и изминатия път s:
(1) A = F * s.
- Работата A на сила, чиято посока е противоположна на посоката на движение, е отрицателна и равна на произведението от силата F и пътя s:
(2) A = -F * s.
Тъй като посоката на силите на триене и съпротивление е противоположна на посоката на движение, тяхната работа винаги е отрицателна.
- В случаите, когато силата сключва ъгъл 90° с посоката на движение или когато тялото е неподвижно, приемаме, че силата не извършва работа, т.е. А=0.

2. Мощност:
Мощността е равна на работата, извършена за 1s.
Ако за интервал от време t се извършва работа А, мощността е:
(3) P = A/t.
Единицата за мощност е ват W и се определя от формула (3):
Мощността е 1 W, когато за време 1 s се извършва работа 1 J - 1 W = 1J / 1s.
Мощността описва бързината, с която се извършва работа.

3. Кинетична енергия:
Тяло, което има маса m и се движи със скорост v, притежава кинетична енергия
(4) Ek = (m * v^2)/ 2.

4. Изменение на кинетичната енергия:
(5) A = Ek[2] - Ek[1].
Изменението на кинетичната енергия на едно тяло е равно на работата на равнодействащата на силите, които му действат.

Трети принцип на механиката

1. Трети принцип на механиката:
а/ Определение - Ако едно тяло действа на друго тяло със сила F, то второто действа на първото със сила F', равна по големина и противоположна по посока на F.
Третият принцип на механиката често се нарича принцип на действието и противодействието.
2.Особености при прилагане на третия принцип на механиката:
Да разгледаме силите на на взаимодействие между едно тяло и хоризонтална опора, върху която е поставено. Теглото описва действието на тялото върху опората и приложната му точка е в опората. Реакцията на опората описва действието на опората върху тялото и приложната й точка е в тялото. Силите на взаимодействие имат различни приложни точки. Ето защо, тези сили, макар и равни по големина и противоположни по посока не се уравновесяват.
Силите на взаимодействие лежат на правата, която съединява приложните им точки.
Силите на действие и противодействие възникват едновременно.

понеделник, 23 септември 2013 г.

Действие на няколко сили.

I. Равнодействаща на сили:
- На един движещ се кораб действат: силата на тежестта, Архимедовата сила, силата, създадена от корабните двигатели, силата на съпротивление на водата и силата на съпротивление на въздуха.
Равнодействаща на няколко сили наричаме сила, която замества тяхното действие.

II. Равнодействаща на сили с еднаква посока.
- Равнодейсдтващата F на две сили F1 и F2, които имат еднакви посоки, е сила със същата посока, а големината й е равна на сумата от големините на двете сили:
(1) F= F1 + F2

III. Равнодействащата на две сили с противоположни посоки:
- Ако на тяло действат две сили с противоположни посоки, равнодействащата сила F има посока на по-голямата сила, а големината й е равна на разликата от големините на двете сили:
(2) F= F1 - F2.

IV. Защо превозните средства могат да се движат праволинейно и равномерно?
- Когато равнодействащата на силите, действащи на едно тяло е нула, казваме, че силите се уравновесяват.

Когато силите се уравновесяват, върху тялото, все едно, че не е приложена сила. В такъв случай според първия принцип на механиката тялото ще запази състоянието си на покой или на равномерно праволинейно движение.

- Две сили с противоположни посоки и обща приложна точка се уравновесяват, когато големините им са равни.

V. Реакция на опората.
- Когато опората е повърхност, реакцията на опората винаги е перпендикулярна тази повърхност.
Реакцията на опората действа и на движещи се тела. Когато сухопътно превозно средство се движи по хоризонтален път, реакцията на опората и силата на тежестта имат еднакви големини, но действат в противоположни посоки. Те се уравновесяват и движението на превозните средства се определя от силите, действащи в хоризонтална посока. При корабите Архимедовата сила уравновесява силата на тежестта.

вторник, 2 април 2013 г.

Втори принцип на механиката

1. Действие на сила върху тяло.
- Под действието на постоянна сила F неподвижно тяло с маса m започва да се движи праволинейно и равноускорително;
- Посоката на движението съвпада с посоката на силата;
-ускорението a е a=F/m
Ако на праволинейно движещо се тяло с маса m действа постоянна сила F по посока на движението, движението е равноускорително, а ако посоката на силата е противоположна - движението е равнозакъснително. В двата случая ускорението е a=F/m.

2. Втори принцип на механиката.
Ако на тяло с маса m действа сила с големина F, тялото получава ускорение a, като произведението от масата по ускорението е равно на големината на силата:
(1) m*a=F.

Първи принцип на механиката

1. Състояние на покой на тяло.
- Дефиниция - Всяко тяло остава в състояние на покой, докато не му въздейства друго тяло.
Всяко тяло запазва своето праволинейно равномерно движение, докато не взаимодейства с друго тяло.
2. Инертност на телата.
Физичната величина, която описва свойството инертност на телата, е тяхната маса. Колкото по-голяма е масата на едно тяло, то толкова по-трудно променя състоянието си на покой или равномерно праволинейно движение.
Масата е мярка за инертността на телата.

сряда, 20 март 2013 г.

Свободно падане на телата

1. Дефиниция за свободно падане - Падането на тяло, когато действието на въздуха е толкова малко, че може да се пренебрегне, се нарича свободно падане.
Свободното падане е праволинейно движение. В началния момент падащото тяло то е неподвижно - началната му скорост е нула.
(1) h= (g*t^2)/2.
h - изминатия път.
g - константа за земно ускорение = 9.8 m/s^2.
Свободното падане на телата е равноускорително движение.
2. Зависимост на ускорението на свободно падане от падащото тяло.
На дадено място върху земната повърхност земното ускорение е едно и също за всички тела.
3. Закон за скоростта и пътя при свободно падане.
a=g
(2) v = g*t
Пътят се изчислява от формула (1).

3. Движение на тяло хвърлено вертикално нагоре.
Като се пренебрегне влиянието на въздуха, това е равнозакъснително движение с ускорение, равно на земното ускорение. Следователно скоростта на тялото ще намалява по закона:
(3) v=Vo - g*t.
А изминатият път (височината на издигане):
(4) h=Vo*t - (g*t^2)/2.
Максималната височина H, на която може да се издигне тялото се намира по формулата:
t1 - време за издигане
(5) t1 = Vo/g.
(6) H = (Vo^2)/(2*g).

Равнозакъснително движение.

1. Равнозаксънително движение.
- Дефиниция - Движение, при което всяка секунда скоростта намалява с постоянна величина, се нарича равнозакъснително движение.
Величината, която е равна на намалението на скоростта за 1 s, се нарича ускорение равнозакъснително движение.
Означението и единицата за ускорение при равнозакъснително движение са съответно - а и m/s^2. (като при равноускорителното движение)
Невинаги едно равнозакъснително движение завършва със състояние на покой.

2. Закон за скоростта при равнозакъснително движение.
Скоростта в началния момент на равнозакъснително движение се нарича начална скорост и се бележи с Vo (Vo различно от нула). Vo>V, където V е скоростта в момента t. Изменението на скоростта Vo - V намираме като умножим ускорението а по времето t.
(1) Vo - V = a*t.
(2) v= Vo - a*t.
Формулата изразява закона за скоростта при равнозакъснително движение, който гласи:
Скоростта при равнозакъснително движение е равна на разликата между началната скорост и произведението от ускорението по времето.
От (1) ускорението се изразява чрез началната и крайната скорост и интервала от време.
(3) a=(Vo-v)/t.
Спирачното време. Времето, необходимо скоростта да намалее от началната стойност Vo до нула (v = 0):
(4) tсп = Vo/a.
При по-голяма начална скорост, спирачното време расте. При по-голямо ускорение при спиране, по-бързо спиране.

3. Графика на скоростта при равнозакъснително движение.
Права, която сключва тъп ъгъл с абсцисата.

4. Закон за пътя при равнозакъснително движение.
При равнозакъснително движение скоростта на тялото намалява, затова то изминава по-малък път.
(5) s= Vo*t - (a*t^2)/2

вторник, 19 март 2013 г.

Равноускорително движение

1. Равноускорително движение.
- Дефиниция - Движение, при което всяка секунда скоростта се увеличава с постоянна величина, се нарича равноускорително движение.
Величината, която е равна на увеличението на скоростта за 1 s, се нарича ускорение при равноускорителното движение.
Ускорението се бележи с а. единицата за ускорение е метър за секунда на квадрат - ms/s^2.
Скоростта в началния момент на равноускорителното движение се нарича начална скорост. Ако едно тяло започва равноускорително движение от състояние на покой, началната му скорост е нула. Това е равноускорително движение движение без начална скорост.

2. Закон за скоростта при равноускорително движение.
Началната скорост е Vo, а скоростта в момента t - v. Увеличението на скоростта за време t е v-Vo и можем да го намерим, като умножим ускорението а по времето t:
(1) v-Vo=a*t.
От тук следва:
(2) v=Vo+a*t.
Това е формулата, която изразява закона за скоростта при равноускорително движение, който гласи:
Скоростта при равноускорително движение е равна на сумата от началната скорост и произведението на ускорението по времето.
При движение без начална скорост (Vo=0) формулата е:
(3) v=a*t.
Ускорението от формула (2) следва, че се намира като извадим от крайната, началната скорост и разделим върху времето.
(4) а=(v-Vo)/t.
3. Закон за равноускорително движение.
(5) s=Vo*t + (a*t^2)/2.
Ако равноускорителното движение е без начална скорост, т.е. когато Vo = 0, формула (5) има вида:
(6) s=(a*t^2)/2.

понеделник, 18 март 2013 г.

Равномерно движение

1. Отправно тяло.
а/ Дефиниция - Тялото, спрямо което се отчита положението, се нарича отправно тяло.

Примери: Движението на едно тяло представлява изменение на положението му спрямо другите тела, от значение за описание на движението е изборът на тези "други тела".
Движението на едно и също тяло може да изглежда различно в зависимост от това откъде го наблюдаваме. Затова, когато се описва някакво движение се посочва т.нар. отправно тяло.
Ако дадено тяло не променя положението си спрямо избраното отправно тяло, то се намира в състояние на покой (или само в покой) спрямо това отправно тяло.
Моментът, от който започва разглеждането на едно движение, че се нарича начален момент, а положението на движещото се тяло в този момент - начално положение.

2. Движения, в зависимост от траекторията си.
В зависимост от вида на траекторията движенията се делят на праволинейни и криволинейни.
Праволинейно е това движение, което, чиято траектория е права линия, а при криволинейното траекторията е крива линия.

3. Средна скорост.
- Дефиниция - Величината, която се получава, като се раздели изминатият път s на интервала от време t за изминаването му, се нарича средна скорост Vср на движението:
(1) Vср = s/t.
Колкото средната скорост е по-голяма, толкова по-бързо се изминава определен път.
Единицата за път е метърът (m), а за време - секундата (s), от формула (1) получаваме единицата за средна скорост  - метър за секунда (m/s). Използва се и друга позната мерна единица за скорост - километър в час (km/h).

4. Моментна скорост.
- Моментната скорост v е равна на средната скорост за толкова малка част от пътя, при изминаването на който промени в движението не настъпват.
Единиците за моментна скорост също са m/s и km/h.

5. Равномерно движение.
- Дефиниция - движение, при което скоростта е постоянна, се нарича равномерно движение.
(2) v = const.
Графиката на скоростта при равномерно движение е права линия, успоредна на абсцисната ос.

6. Закон за пътя при равномерно движение.
(3) s = v*t.
Пътят, изминат от равномерно движещо се тяло, е равен на произведението от скоростта на тялото по времето за движение.