Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
РАВНОВЕСНЫЙ ПРОЦЕСС (квазистатический процесс) в термодинамике — процесс перехода термодииа-мич. системы из одного равновесного состояния в другое, столь медленный, что все промежуточные состояния можио рассматривать как равиовесные, т. е. характеризующиеся очень медленным (в пределе — бесконечно медленным) изменением термодинамич. параметров состояния. Р. п.— одно из оси. понятий термодинамики равновесных процессов. Всякий Р. п. является обратимым процессом, и наоборот, любой обратимый процесс является равновесным. РАВНОДЕЙСТВУЮЩАЯ системы сил — си-
ла, эквивалентная данной системе сил и равная их геом. сумме: R — Z Fjc- Система сил, приложенных в одной точке, всегда имеет Р., если R^ 0. Любая др. система сил, приложенных к телу, если R ^ 0, имеет Р., когда гл. момент силы этой системы или равен нулю, или перпендикулярен R. В этом случае замена системы сил их P- допустима лишь тогда, когда тело можно рассматривать как абсолютно твёрдое, и недопустима, наир., при определении внутр. усилий нлн решении др. задач, требующих учёта деформации тела.
РАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ точки — движение, при к-ром численная величина скорости v точки постоянна. Закон Р. д. точки даётся равенством s = so ~\~ гДе 5 — измеренное вдоль дуги траектории расстояние точки от выбранного на траектории начала отсчёта, t — время, S0 — значение s в иач. момент времени t — 0. Произведение vt определяет путь, пройденный точкой за время t. При постулат. Р. д. твёрдо-
РАВНОМЕРНОЕ
РАВНОПЕРЕМЕННОЕ
го тела всё сказанное относится к каждой точке тела; при равномерном вращении вокруг неподвижной оси угл. скорость ю тела постоянна, а закон вращения даётся равенством ф = фо + wf, где ф — угол поворота тела, ф0 — значение ф при t — 0. РАВНОПЕРЕМЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ точки — движение, при к-ром касат. ускорение сот точки (в случае прямолинейного движения полное ускорение W) ПОСТОЯННО. Закон Р. д. точки и закон изменения её скорости
V при этом движении даются равенствами:
S=S0-HV+«7Tfa/2, V = V9+WJi
где s — измеренное вдоль дуги траектории расстояние точки от выбранного иа траектории начала отсчёта, t — время, S0 — значение S в нач. момент времеии t =
— 0. vv — нач. скорость точки. Когда знаки v и w одинаковы, Р. д. являетси ускоренным, а когда разные — замедленным.
При поступат. Р. д. твёрдого тела всё сказанное относится к каждой точке тела; при равномерном вращении вокруг неподвижной оси угл. ускорение є тела постоянно, а закон вращения и закон изменения угл. скорости ш тела даютси равенствами
Ф=Фо+шо*-И*2/2, ш=ш0+еї,
где ф — угол поворота тела, ф0 — значение ф в нач. момент времеии t — О, W0 — нач. угл. скорость тела. Когда знаки со и е совпадают, вращение является ускоренным, а когда не совпадают — замедленным.
С. М. Торг.
РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОН — утверждение, согласно к-рому в классич. равновесной статистич. системе ср. кинетич. энергия, приходящаяся на каждую трансляционную, вращательную и колебательную степени свободы,, равна 0/2 (В — кТ), ср. потенц. энергия, приходящаяся на наждое гармонич. колебание в системе,— тоже 0/2. Т. о., на каждую колебат. степень свободы в ср. приходится энергия 0 — в 2 раза больше, чем иа каждую трансляц. н вращат. степени свободы. Р. з. является прямым следствием статистич. вириала теоремы:
(чертой сверху обозначено усреднение с ПОМОЩЬЮ классич. канонического распределения Гиббса) и того, что Гамильтона функция системы H представляет квад-ратич. форму по обобщённым импульсам р^ для любого типа движения в не релятивистской системе и квадратич. форму по обобщённым координатам х^ для каждого происходящего в ней гармонич. колебания.
Р. з. ограничен областью применимости классич. приближения: условие невырожденности газа 0 >
^ 9выр = h3/2m(N/V)*/* (см. Больцмана распределение), где V — объём системы, содержащий JV молекул массой т, обеспечивает применимость Р. з. по отношению к трансляц. движению, условия 0 » 0вращ = = ft2/2/ н 0 2> 0нопеб “ — по отношению к вра-
щению молекул газа и колебат. движениям в них (/ — момент инерции, W0 — частота собств. колебаний). Численные значения эткх характерных темп-p заметно отличаются друг от друга по порядкам величин. Напр., для молекул, входящих в состав воздуха, 0выр/^ ^ ^ (Ю-э-И0-2) K1 0вра1ц/* ^ (ІН-Ю) К, 0«олеб/* ^ Ю3К, и поэтому при комнатной темп-ре (Т 300 К) трансляц. и вращат. движения невырождены и подчиняются Р. з., тогда как колебания как бы выключены («заморожены») и практически не дают своего вклада в термодинамич. характеристики системы. Р. з. эффективно применим в случаях, когда система может быть аппроксимирована идеальной (т. е. учёт взаимодействия частиц даёт 400 малые поправки к равновесным термодинамич. харак-19о теристикам газа), а, кроме того, внутр. движения в моле-
кулах (иапр., вращеиия и колебания) независимы друг от друга и от поступат. перемещений (трансляций) молекул.
Для расчёта внутр. энергии S и теплоёмкости при пост, объёме Cy — д&!дТ газа, состоящего из га-атом-ных молекул (общее число молекул — Ar), следует подсчитать число независимых степеней свободы, приходящихся иа одну молекулу: 3 трансляционные, 3 вращательные, 3п— 6 колебательных (в линейных молекулах 2 вращательные и 3п— 5 колебательных), и воспользоваться Р. з. Тогда S — ./V-3(n—1)0 [для газа из линейных молекул S ~ ^-3(r — б/в)0]. Для простых твёрдых тел, рассматриваемых в гармонич. приближении (см. Дшіамика кристаллической решётки), из Р. з, при темп-рах выше Дебая температуры следует Дю-лонга и Пти закон S = iV-30 нли для молярной тепло-ёмкости кристалла, C1mojj = ЗЛ (R — универсальная газовая постоянная). Для равновесного излучения Р. з. приводит к Рэлея— Джинса закону излучения, справедливому в области низких частот со Qlh,
