Все механические явления без трения отличаются следующим замечательным свойством. Каково бы ни было механическое движение тела, всегда возможно обратное движение, при котором тело проходит те же точки пространства с теми же скоростями, что и в прямом движении, но только в обратном направлении. Эту обратимость механических явлений можно иначе сформулировать как их симметричность по отношению к замене будущего то есть по отношению к изменению знака времени. Эта симметричность вытекает из самих уравнений движения. Совершенно иная ситуация имеет место в области тепловых явлений. Если происходит какой-либо тепловой процесс, то обратный процесс, т.е. процесс, при котором проходятся те же состояния, но только в обратном порядке, как правило, невозможен. Другими словами, тепловые процессы являются, вообще говоря, процессами необратимыми. В качестве примеров типично необратимых процессов можно привести передачу энергии при контакте двух тел с разной температурой или процесс расширения газа в пустоту. Обратные процессы никогда не происходят. Вообще всякая предоставленная самой себе система тел стремится перейти в состояние теплового равновесия, в котором тела покоятся друг относительно друга, обладая одинаковыми температурами и давлениями. Достигнув этого состояния, система сама по себе из него уже не выходит. Другими словами, все тепловые явления, сопровождающиеся процессами приближения к тепловому равновесию, необратимы. Примером процесса в высокой степени обратимого является адиабатическое расширение или сжатие газа, если выполнены условия адиабатичности. Изотермический процесс тоже является обратимым, если он осуществляется достаточно медленно. "Медленность" является вообще характерной особенностью обратимых процессов: процесс должен быть настолько медленным, чтобы участвующие в нем тела как бы успевали в каждый момент времени оказаться в состоянии равновесия, соответствующем имеющимся в этот момент внешним условиям. Такие процессы называются квазистатическими.
Перемещение электрона S - геометрическая сумма векторов перемещения по горизонтали L и вертикали d, т.е. S = √(L² + d²) [!]
вдоль горизонтали электрон движется равномерно: L = v0 t [!] вдоль вертикали электрон движется равноускоренно (сила со стороны электрического поля сообщает ускорение): d = (a t²)/2 [!]
пренебрегая силой тяжести, запишем второй закон Ньютона: F = ma или E q = ma. тогда ускорение электрона a = (E q)/m [!]
рассмотрим изменение вертикальной компоненты скорости: v sinα = a t. вектор скорости v в момент, когда она составляет угол α с горизонтом, геометрически складывается из вертикальной и горизонтальной компонент скорости: v = √(vx² + vy²) = √(v0² + a²t²). тогда время движения электрона t = (sinα √(v0² + a²t²))/a [!]
отличаются следующим замечательным свойством.
Каково бы ни было механическое движение тела,
всегда возможно обратное движение, при котором
тело проходит те же точки пространства с теми
же скоростями, что и в прямом движении, но
только в обратном направлении. Эту обратимость
механических явлений можно иначе
сформулировать как их симметричность по отношению к замене будущего то есть по отношению к изменению знака времени. Эта симметричность вытекает из самих уравнений движения.
Совершенно иная ситуация имеет место в области тепловых явлений. Если происходит какой-либо тепловой процесс, то обратный процесс, т.е. процесс, при котором проходятся те же состояния, но только в обратном порядке, как правило, невозможен. Другими словами, тепловые процессы являются, вообще говоря, процессами необратимыми.
В качестве примеров типично необратимых процессов можно привести передачу энергии при контакте двух тел с разной температурой или процесс расширения газа в пустоту. Обратные процессы никогда не происходят.
Вообще всякая предоставленная самой себе система тел стремится перейти в состояние теплового равновесия, в котором тела покоятся друг относительно друга, обладая одинаковыми температурами и давлениями. Достигнув этого
состояния, система сама по себе из него уже не выходит. Другими словами, все тепловые явления, сопровождающиеся процессами приближения к тепловому равновесию, необратимы.
Примером процесса в высокой степени
обратимого является адиабатическое расширение
или сжатие газа, если выполнены условия
адиабатичности. Изотермический процесс тоже
является обратимым, если он осуществляется
достаточно медленно. "Медленность" является
вообще характерной особенностью обратимых
процессов: процесс должен быть настолько
медленным, чтобы участвующие в нем тела как бы
успевали в каждый момент времени оказаться в
состоянии равновесия, соответствующем
имеющимся в этот момент внешним условиям. Такие процессы называются квазистатическими.
вдоль горизонтали электрон движется равномерно: L = v0 t [!]
вдоль вертикали электрон движется равноускоренно (сила со стороны электрического поля сообщает ускорение): d = (a t²)/2 [!]
пренебрегая силой тяжести, запишем второй закон Ньютона: F = ma или E q = ma. тогда ускорение электрона a = (E q)/m [!]
рассмотрим изменение вертикальной компоненты скорости: v sinα = a t. вектор скорости v в момент, когда она составляет угол α с горизонтом, геометрически складывается из вертикальной и горизонтальной компонент скорости: v = √(vx² + vy²) = √(v0² + a²t²). тогда время движения электрона t = (sinα √(v0² + a²t²))/a [!]