Fizyka dla szkół ponadgimnazjalnych

Rozdzia³ 2 Zjawiska hydrostatyczne i aerostatyczne
Jadwiga Salach
Maria Fia³kowska, Krzysztof Fia³kowski, Wies³aw Mroszczyk
Fizyka dla szkó³
ponadgimnazjalnych
Treœci rozszerzaj¹ce 2
Podrêcznik przeznaczony do realizacji programu nauczania autorstwa Marii
Fia³kowskiej, Barbary Sagnowskiej, Jadwigi Salach, dopuszczonego do
u¿ytku szkolnego przez MENiS. Numer dopuszczenia: DKOS-4015-208/02.
ZamKor
1
Recenzja wewnêtrzna:
Barbara Sagnowska
Autorzy aneksu:
Dr Ma³gorzata Godlewska, dr Marek Godlewski
Projekt ok³adki i szablonu graficznego:
Joanna Wypiór
Sk³ad i opracowanie graficzne:
Jednostka Organizacyjna Bracia Kêdrynowie
Fotografie:
T³o ok³adki i winiety rozdzia³ów – Corel Profesional Photos
Podrêcznik dopuszczony do u¿ytku szkolnego przez ministra w³aœciwego do spraw
oœwiaty i wychowania i wpisany do wykazu podrêczników szkolnych przeznaczonych do
kszta³cenia ogólnego do nauczania fizyki (w zakresie rozszerzonym) na poziomie liceum
ogólnokszta³c¹cego, na podstawie recenzji rzeczoznawców: dr. hab. Jana Olszewskiego
– z rekomendacji Akademii Pedagogicznej w Krakowie, mgr. Waldemara Reñdy – z rekomendacji Polskiego Towarzystwa Fizycznego, dr. Adama Michalca – z rekomendacji Polskiego Towarzystwa Astronomicznego i dr Henryki Kaczorowskiej – z rekomendacji
Towarzystwa Kultury Jêzyka.
Numer dopuszczenia: 367/03
© Copyright by Wydawnictwo ZamKor
ul. Tetmajera 19, 31-352 Kraków
tel.: (0 prefiks 12) 623-25-00
faks: (0 prefiks 12) 623-25-13
e-mail: [email protected]
http://www.zamkor.pl
ISBN 83-88830-19-8
Druk i oprawa:
P.W. „STABIL”, Kraków, tel. (0 prefiks 12) 410-28-20, 21
2
Spis treœci
1.
Zjawiska termodynamiczne (7)
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
Ciœnienie gazu w naczyniu zamkniêtym (8)
Równanie stanu gazu doskona³ego. Równanie Clapeyrona (11)
Szczególne przemiany gazu doskona³ego (13)
Energia wewnêtrzna gazu. Stopnie swobody (16)
Gazy rzeczywiste. Równanie Van der Waalsa (18)
Zastosowanie pierwszej zasady termodynamiki do przemian gazu doskona³ego.
Przemiana adiabatyczna (21)
1.6.1. Praca objêtoœciowa i ciep³o (21)
1.6.2. Szczególne przemiany gazu doskona³ego a pierwsza zasada termodynamiki (24)
1.6.3. Przemiana adiabatyczna (25)
1.7. Ciep³o w³aœciwe i ciep³o molowe (26)
1.8. Energia wewnêtrzna jako funkcja stanu (28)
1.9 Odwracalny cykl Carnota (31)
1.10. SprawnoϾ odwracalnego i nieodwracalnego silnika Carnota. SprawnoϾ innych
silników (33)
1.11. Ch³odziarki (38)
1.12. Entropia (39)
1.12.1. Pojêcie entropii (39)
1.12.2. Entropia miar¹ nieuporz¹dkowania (42)
1.12.3. Entropia a prawdopodobieñstwo stanu uk³adu (43)
1.13. Przejœcia fazowe (47)
1.14. Para nasycona i nienasycona (52)
1.14.1. W³asnoœci par (52)
1.14.2. Izotermy par (54)
1.14.3. Wzmianka o skraplaniu gazów (56)
1.15. Diagramy fazowe. Punkt potrójny (57)
2.
Pr¹d sta³y (61)
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
Pr¹d elektryczny jako przep³yw ³adunku. Natê¿enie pr¹du (61)
Praca i moc pr¹du elektrycznego. Napiêcie elektryczne (65)
Napiêcie jako ró¿nica potencja³ów (67)
Badanie zale¿noœci natê¿enia pr¹du od napiêcia dla odcinka obwodu (69)
Pr¹d elektryczny w metalach z mikroskopowego punktu widzenia (72)
£¹czenie szeregowe i równoleg³e odbiorników energii elektrycznej (76)
2.6.1. Po³¹czenie szeregowe (76)
2.6.2. Po³¹czenie równoleg³e (77)
3
2.7. Si³a elektromotoryczna Ÿród³a energii elektrycznej (80)
2.8. Prosty obwód zamkniêty pr¹du sta³ego (81)
2.9. Co wskazuje woltomierz do³¹czony do biegunów Ÿród³a
si³y elektromotorycznej? (84)
2.10. Wzrosty i spadki potencja³u w obwodzie zamkniêtym. Drugie prawo
Kirchhoffa (87)
2.11. Przyk³ady stosowania drugiego prawa Kirchhoffa (92)
2.12. £¹czenie Ÿróde³ si³ elektromotorycznych (97)
2.12.1. £¹czenie szeregowe (98)
2.12.2. £¹czenie równoleg³e (98)
2.12.3. £¹czenie mieszane (100)
3.
Indukcja elektromagnetyczna (103)
3.1. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej (103)
3.1.1. Pr¹d indukcyjny (103)
3.1.2. Si³a elektromotoryczna indukcji (108)
3.1.3. Regu³a Lenza (115)
3.2. Zjawisko samoindukcji (121)
3.3. Energia pola magnetycznego (125)
3.4. Pr¹d zmienny (128)
3.4.1. Generator pr¹du przemiennego (128)
3.4.2. W³asnoœci pr¹du przemiennego (132)
3.4.3. Obwody pr¹du przemiennego (136)
3.4.3.1. Zwojnica w obwodzie pr¹du przemiennego (137)
3.4.3.2. Obwód RL (140)
3.4.3.3. Kondensator w obwodzie pr¹du przemiennego (143)
3.4.3.4. Obwód RC (147)
3.4.3.5. Obwód RLC (148)
3.4.4. Moc pr¹du przemiennego (152)
3.5. Fale elektromagnetyczne (157)
3.5.1. Obwód LC (157)
3.5.2. Wytwarzanie fal elektromagnetycznych (165)
3.5.3. Zale¿noœæ pola elektrycznego i magnetycznego od uk³adu odniesienia (168)
4.
Fizyczne podstawy mikroelektroniki i telekomunikacji (173)
4.1. Modele przewodnictwa: przewodniki, izolatory i pó³przewodniki (174)
4.1.1.
4.1.2.
4.1.3.
4.1.4.
Model energetyczny pojedynczego atomu (175)
Model energetyczny cia³a sta³ego (176)
Pó³przewodniki samoistne (178)
Pó³przewodniki domieszkowane (niesamoistne) (179)
4.2. Podstawy elektroniki pó³przewodnikowej (180)
4.2.1.
4.2.2.
4.2.3.
4.2.4.
Z³¹cze p-n, dioda pó³przewodnikowa (181)
Zastosowania diody pó³przewodnikowej (184)
Tranzystor (188)
Uk³ady scalone (189)
4.3. Nadprzewodnictwo (190)
4.4. Fizyczne podstawy telekomunikacji (193)
4.4.1. Przetwarzanie i przesy³anie informacji (194)
4.4.2. Gromadzenie informacji (202)
4
5.
Przegl¹d poznanych modeli i teorii fizycznych oraz astronomicznych (207)
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
Przyk³ad modelu: wahad³o matematyczne (209)
Opis ruchu cia³ w polu grawitacyjnym i elektromagnetycznym (211)
Opis pola elektromagnetycznego i grawitacyjnego (212)
Fizyka klasyczna i kwantowa (214)
5.4.1. Przes³anki fizyki kwantowej (214)
5.4.2. Postulaty fizyki kwantowej (216)
5.4.3. Granica klasyczna teorii kwantowej (218)
5.5. Budowa materii (219)
5.6. Budowa j¹dra: modele j¹dra i reakcji j¹drowych (221)
5.7. Astronomia i kosmologia (222)
A.
Aneks (225)
A.1. Doœwiadczenia (225)
Odpowiedzi do zadañ rachunkowych (241)
Skorowidz (245)
5