На шовковій нитці висить куля масою 2 кг, що має заряд -10 мкКл. Знизу під нею на відстані 30 см розміщена друга куля. Чому дорівнює заряд другої кулі, якщо сила натягу нитки дорівнює 10 Н?

Термодинамика

Термодинамика в отличие от МКТ базируется на законах сохранения и превращения энергии.
Важнейшими характеристиками термодинамической системы являются:
А. Внутренняя энергия идеального газа U, которая складывается из потенциальной энергии взаимодействия частиц системы и кинетической энергии их теплового движения.
Так как для идеального газа потенциальная энергия равна нулю, то его внутренняя энергия равна суммарной кинетической энергии всех его молекул. Так как средняя кинетическая энергия Ек поступательного движения молекулы идеального газа, принимаемая за материальную точку, равна 3/2кТ, то внутренняя энергия любого количества газа равна:

Внутренняя энергия является функцией состояния системы. Ее изменение ∆U при переходе системы из состояния 1 в состояние 2 не зависит от вида процесса и равно:
∆U = U1 – U2

т.е. изменение внутренней энергии ∆U пропорционально изменению температуры ∆Т.
Б. Работа А в термодинамике определяется изменением объема ∆V = V2 – V1 газа за счет его расширения (газ совершает работу) или сжатия (над газом совершается работа):

В. Количество теплоты Q – мера изменения внутренней энергии при теплопередаче, т.е. переходе энергии (теплоты) от более нагретых тел к менее нагретым.
Основными видами теплопередачи являются: теплопроводность, конвекция, излучение.
Изменение ΔQ пропорционально изменению температуры тела ΔТ:
ΔQ = C·ΔT

где C – теплоемкость тела.
Теплоемкость тела не универсальная постоянная для тела, а является функцией условий, при которых происходит нагревание (охлаждение) и зависит от свойств тела.
Теплоемкость единицы массы вещества называется удельной теплоемкостью Cуд:
, откуда ΔQ = Суд·mΔT
Внутренняя энергия U системы может изменяться двумя путями:
а) путем теплопередачи (Q);
б) путем совершения работы (системой или над системой А).
Уравнение, связывающее эти три величины
Q = ΔU + A

является математическим выражением первого закона (начала) термодинамики – закона сохранения и превращения энергии, распространенного на тепловые процессы. Следует иметь в виду, что величины Q и A являются алгебраическими: Q > 0, если теплота передается системе (Q < 0 – отбирается от системы), A > 0, если газ совершает работу против внешних сил – расширение (A < 0 – сжатие).

объяснение:

эффективный диаметр молекулы — минимальное расстояние, на которое сближаются центры двух молекул при столкновении.

при столкновении, молекулы сближаются до некоторого наименьшего расстояния, которое условно считается суммой радиусов взаимодействующих молекул. столкновение между одинаковыми молекулами может произойти только в том случае, если их центры сблизятся на расстояние, меньшее или равное диаметру d - — эффективному диаметру молекулы.

через эффективный диаметр молекулы можно выразить эффективное сечение молекулы — как круг радиусом d. столкновение между молекулами возможно только в том случае, когда центр молекулы окажется внутри круга, представляющего собой эффективное сечение молекулы.

с точки зрения теории межмолекулярных взаимодействий эффективный радиус, представляющий собой половину эффективного диаметра — расстояние от условного центра молекулы, отвечающее минимуму потенциальной энергии в поле этой молекулы.

для молекул, имеющих точечную симметрию, условный центр может быть определен как центр масс молекулы, для сложных молекул он определяется феноменологически.

в общем случае эффективный радиус — усредненная величина, т.к. в случае, когда молекула не является концентрически симметричной (одноатомная молекула), радиус является функцией от угла в системе, связанной с молекулой.

= (∫∫r(φ,θ)d×φ×d×θ)/2π²