Звуковые волны.Эффект Доплера.

Звуковые волны -упругие волны, частота колебаний которых лежит в пределах от 16 до 20000 гц. Ниже 16 гц –инфразвук, а выше 20000гц-ультразвук. Каждый синусоидальный звук в звуковой волне называется тоном. Высота тона зависит от частоты. Громкость звука зависит от интенсивности звука и определяется амплитудой колебаний в звуковой волне.

Интенсивность звука:

I=W/∆t∆S=N/∆S, где N=W/∆t-мощность звука,W-энергия, которую переносит звуковая волна за 1 секунду сквозь единичную площадь ∆S,расположенную перпендикулярно направлению распространения волны. I =[Вт/м²]

Скорость звука:v=S/∆t(v звука в воздухе 330 м/c,в воде-1450 м/с, в железе- 4900м/с)

Скорость звука не зависит от амплитуды колебаний.

Эффект Доплера: изменение частоты и длины волны, вызванное движением их источника или приёмника

- «истинная частота», с – скорость звука в среде, V – скорость звука в источнике

Уравнение состояния идеального газа. ермодинамические процессы.

Eсли m=const,то для 1 моль идеального газа:pV/T=P₀V₀/T₀=R,где p₀-нормальное атмосферное давление 1,013*10⁵ Па(760 мм.рт.ст.),T₀=273,15K-абсолютная температура(0⁰C),V₀=22,4*10^-3 м³-объем одного моля газа при нормальных условиях.Для произвольной массы газа m молярный объем:V_m=mV₀/M,тогда:pV=mRT/M-уравнение Менделеева-Клапейрона.

Термодинамические процессы:

1)Изотермический процесс(T=const)Закон Бойля-Мариотта.

Если m=const, M=const и T= const,то произведение давления p на V,им занимаемый,является величиной постоянной:pV=const или p₁V₁=p₂V₂,т.е. p₂/p₁=V₁/V₂

2)Изохорическй процесс(V=const)Закон Шарля.

Если m=const,M=const и V=const,то p/T=const или p₁/T₁=p₂/T₂,p₂/p₁=T₂/T₁-давление газа прямо пропорционально абсолютной температуре.

3)Изобарический процесс: (p=const)Закон Гей-Люссака.

Если m=const,M=const и p=const,то V/T=const или V₁/T₁=V₂/T₂,т.е. V₂/V₁=T₂/T₁-объем,занимаемый газом,прямо пропорционален абсолютной температуре.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

p=nkT=1/3nm₀<v²>=1/3ρ<v²>=2/3nW_k,где n=N/V-концентрация молекул,k=1,38*10-23 Дж/K-постоянная Больцмана,T-абсолютная температура,m0-масса молекулы,ρ-плотность газа, <v²>-средний квадрат скорости молекул,W_k-средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы идеального газа.

Число степеней свободы.Энергия молекул идеального газа.

Число степеней свободы: наименьшее число независимых координат, определяющих положение и конфигурацию молекулы в пространстве.

Модели молекул: а- одноатомной, б- двухатомной, в- трехатомной.

Число степеней свободы для одноатомной молекулы -3 (поступательное движение в направлении трех координатных осей),для двухатомной - 5 (три поступательных и две вращательных, т.к. вращение вокруг оси Х возможно только при очень высоких температурах), для трехатомной -6 (три поступательных и три вращательных).

Энергия молекул идеального газа:

E=3/2NkT

<E>=3/2kT