Элементы квантовой механики Кинематика примеры задач Молекулярные спектры Полупроводники Ядерная физика Лекции и задачи по физике Лабораторные работы Примеры расчета типовых задач Расчетно-графическая работа

Понятие о ядерной энергетике Большое значение в ядерной энергетике приобретает не только осуществление цепной реакции деления, но и управление ею. Устройства, в которых осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления, называются ядерными реакторами. Пуск первого реактора в мире осуществлен в Чикагском университете (1942) под руководством Э. Ферми, в России (и в Европе) — в Москве (1946) под руководством И. В. Курчатова.

Для равнопеременного движения зависимости радиус-вектора и вектора скорости от времени имеют вид:; . Эти векторные уравнения, будучи спроецированными на оси координат ОX и ОY , имеют вид:

,

,

.

Следствием этих уравнений является еще одно полезное уравнение:

; .

Здесь - начальная координаты тела (координата тела в момент времени ), - вектор начальной скорости тела (вектор скорости в момент времени ), - его проекции на оси координат. - проекции вектора ускорения на оси координат. В этих уравнениях - координаты тела в произвольный момент времени (мгновенные координаты);- вектор мгновенной скорости тела (скорости тела в момент времени); и - проекции вектора мгновенной скорости на оси ОX и ОY. Необходимо понимать, что - переменные величины, а - постоянные в процессе равнопеременного движения (однажды и навсегда заданные в начальной точке движения). Эти постоянные величины называются начальными условиями.

При решении задач кинематики на равнопеременное движение целесообразно придерживаться следующей последовательности действий:

· Внимательно прочитать задачу, записать краткое условие, определить характер движения тела (прямо- или криволинейное, равномерное или равнопеременное).

· Нарисовать рисунок, на котором отобразить: начальное положение тела, начальную скорость, ускорение тела, примерную траекторию движения. Изобразить положение интересующих нас точек на траектории движения тела, а также отметить координаты этих точек и скорость тела в этих точках. Наш интерес к этим точкам определен условием задачи. Изобразить на рисунке оси координат. Направления координатных осей выбираются произвольно, но, конечно так, чтобы уравнения для дальнейшего решения выглядели как можно менее громоздко. Также необходимо четко указать начало координат. Если движение тела прямолинейное, то, очевидно, достаточно выбрать одну ось координат и направить ее вдоль прямой, по которой тело движется.

· Записать кинематические уравнения движения:

, ,,.

· При необходимости можно применить формулы: , .

· Определить начальные условия: значения начальных координат (), значения проекций начальной скорости (). Определить проекции ускорения ().

· Подставить значения начальных условий в кинематические уравнения движения. Полученная таким образом система уравнений является системой кинематических уравнений, приспособленных для решения данной конкретной задачи.

· Рассмотреть интересующие нас точки на траектории движения тела. Определить значения необходимых величин в этих точках (координат, проекций скорости) и подставить эти значения в полученные ранее кинематические уравнения движения. Теперь получатся уравнения, содержащие не переменные величины: время, координаты и проекции скорости, а вполне конкретные значения, определяющие ту или иную точку траектории, в которой находится тело в некоторый конкретный момент времени.

· Решить полученную систему уравнений для данной «особой точки» относительно неизвестных величин. Получить расчетные формулы для искомых величин.

· Произвести проверку размерности (наименование величины).

· Подставить численные значения, сделать расчет и проанализировать полученный результат.

Первое начало термодинамики:

,  (2.9)

где Q – количество теплоты, сообщенное системе (газу); ΔU – изменение внутренней энергии газа; А – работа, совершенная газом против внешних сил.

Изменение внутренней энергии газа:

.  (2.10)

Работа, совершаемая при изменении объема газа:

.  (2.11)

Уравнения адиабатического процесса:

; т.е. ; (2.12)

; т.е. . (2.13)

γ – коэффициент Пуассона .

Коэффициент полезного действия любого термодинамического цикла:

, (2.14)

где А – работа цикла, Q1 – количество теплоты, полученного рабочим телом от нагревателя, или

, (2.15)

где Q2 – теплота, переданная рабочим телом охладителю.

Цепные реакции делятся на управляемые и неуправляемые. Взрыв атомной бомбы, например, является неуправляемой реакцией. Чтобы атомная бомба при хранении не взорвалась, в ней U (или Pu) делится на две удаленные друг от друга части с массами ниже критических. Затем с помощью обычного взрыва эти массы сближаются, общая масса делящегося вещества становится больше критической и возникает взрывная цепная реакция, сопровождающаяся мгновенным выделением огромного количества энергии и большими разрушениями. Взрывная реакция начинается за счет имеющихся нейтронов спонтанного деления или нейтронов космического излучения. Управляемые цепные реакции осуществляются в ядерных реакторах
Работа асинхронной машины при вращающемся роторе