УЗАГАЛЬНЮЮЧЕ ПОВТОРЕННЯ КУРСУ ФІЗИКИ

УЗАГАЛЬНЮЮЧЕ ПОВТОРЕННЯ КУРСУ ФІЗИКИ

7 КЛАС

БУДОВА РЕЧОВИНИ

Густина речовини – це фізична величина, яка визначається відношенням маси

Тіла до його об’єму: де р (ро) – густина речовини, m – маса тіла, V – об’єм тіла. Одиницею густини речовини є один кілограм на метр кубічний (1 кг/м3).

Молекулою називається найменша частинка речовини, що має її основні хімічні властивості та складається з атомів.

Фізична величина, що характеризує теплове розширення матеріалу

і визначається відношенням зміни довжини тіла внаслідок його нагрівання на 1 °С до його початкової довжини, називається температурним коефіцієнтом лінійного розширення:

– зміна довжини тіла, ∆t = t – t0 – зміна тем

Ператури тіла, l0 – початкова довжина тіла при температурі t0, l – довжина тіла при температурі t.

СВІТЛОВІ ЯВИЩА

Вчення про світло і світлові явища називається оптикою. Джерела світла – це всі тіла, які випромінюють світло. За характером випромінювання розрізняють теплові і люмінесцентні (люмінесценція – від латинського слова люмен (люмінус)

– світло, холодне світіння) джерела світла. Джерела світла поділяють на природні й штучні. Приймачі світла – це тіла, чутливі до світла.

Фотометрія – розділ оптики, в якому розглядаються енергетичні характеристики світла в процесах його випромінювання, поширення та взаємодії з середовищем. Світловий потік – це фізична величина, яка визначається кількістю оцінюваної за зоровим відчуттям світлової енергії W, що падає на поверхню за одиницю часу t:

Одиницею світлового потоку є один люмен (1 лм). Сила світла – фізична величина, що характеризує світіння джерела в певному напрямку:

Повний світловий потік, п = 3,14. Одиницею сили світла в СІ є одна кандела (1 кд). Освітленість – фізична величина, яка визначається світловим потоком Ф, що падає на одиницю освітленої поверхні

1 люкс – це освітленість такої поверхні, на 1 м2 якої падає світловий потік 1 лм. Якщо поверхня розташована перпендикулярно до напряму поширення світла від точкового джерела і світло поширюється в чисто

Му повітрі, то освітленість:

– сила світла джерела, R – відстань від джерела світла до поверхні.

Закон поширення світла в однорідному середовищі: в однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно.

Промінь світла – це лінія, вздовж якої поширюється світло. Якщо світлові промені обмежити певною поверхнею у просторі, то отримаємо світловий пучок. Тінь – частина простору за непрозорим предметом, куди не проникає світло. Якщо розміри джерела світла дуже малі порівняно з відстанню від джерела світла до екрана, то таке джерело називають точковим джерелом світла.

Закони відбивання світла: 1. Промінь падаючий, промінь відбитий і перпендикуляр, проведений у точку падіння променя, лежать в одній площині. 2. Кут відбивання дорівнює куту падіння.

Якщо поверхня дзеркала є площиною, то таке дзеркало називають плоским дзеркалом. Зображення предмета в плоскому дзеркалі є уявне і пряме. Воно завжди розміщене на такій самій відстані за дзеркалом, на якій предмет розміщений перед дзеркалом. Розміри зображення предмета в плоскому дзеркалі дорівнюють розмірам самого предмета.

Закони заломлення світла: 1. Падаючий і заломлений промені лежать в одній площині з перпендикуляром, проведеним у точку падіння променя до площини поділу двох середовищ. 2. Залежно від того, з якого середовища і в яке переходить промінь, кут заломлення може бути більшим або меншим від кута падіння.

Сонячне світло складається з семи кольорів. Розкладання білого світла тригранною призмою пояснюється тим, що окремі кольорові промені заломлюються в ній неоднаково. Найменше заломлюються промені червоного світла, а найбільше – фіолетового. Отже, розташування кольорів у спектрі завжди буде однаковим. Біле світло можна отримати шляхом змішування тільки трьох кольорів – червоного, зеленого і синього. Червоний, зелений і синій кольори – це основні, або первинні, кольори спектра.

8 КЛАС

МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Зміну положення тіла з часом відносно інших тіл називають механічним рухом. Матеріальна точка – це об’єкт без розмірів, подібно до геометричної точки, який має масу досліджуваного тіла. Рух тіл завжди відносний. Усі тіла природи перебувають у русі, тому будь-який рух або спокій є відносним, тобто стан тіла залежить від того, відносно якого тіла цей стан розглядають.

Розділ фізики, в якому вивчають звукові явища, називають акустикою. Будь-яке тверде, рідке чи газоподібне тіло, що здійснює коливання зі звуковою частотою, створює в навколишньому середовищі звукову хвилю. Звук, створений тілом, яке гармонічно коливається, називають музичним тоном або тоном. Гучність звуку залежить від амплітуди коливань у звуковій хвилі. Одиницею гучності в СІ є один децибел (1 дБ). Висота звуку залежить від частоти коливань. Шум – це хаотична суміш багатьох звукових коливань різних частот і амплітуд.

Звукова хвиля – це поширення шарів згущеного і розрідженого повітря, які чергуються у просторі і спричинені коливаннями джерела. Швидкість поширення звуку:

Швидкість поширення звуку в середовищі залежить від температури.

Інфразвукові коливання (інфразвук) – це коливання, частота яких менша за 16 Гц – найнижчу частоту звукових коливань. Ультразвукові коливання (ультразвук) – це коливання, частота яких більша за 20000 Гц – найвищу частоту звукових коливань.

ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ

Унаслідок взаємодії тіл вони змінюють швидкість і напрям свого руху, а також деформуються. Явище збереження швидкості руху тіла за відсутності дії на нього інших тіл називають інерцією. Маса тіла – це фізична величина, яка характеризує інертність тіла. Величину, що визначається відношенням сили тиску F до площі поверхні S, на яку вона діє, називають тиском

Одиницею тиску є один паскаль (1 Па). Закон Паскаля: тиск, створюваний на рідину або газ зовнішніми силами, передається рідиною або газом однаково в усіх напрямах. Тиск рідин, зумовлений силою тяжіння, називають гідростатичним: p = pgh, де р – густина рідини, g=9,91 м/с2, h – висота стовпа рідини. Гідравлічна машина дає виграш у силі у стільки разів, у скільки разів площа великого поршня більша за площу малого:

З’єднані між собою посудини, в яких рідина може вільно протікати з однієї посудини в іншу, називають сполученими посудинами. У сполучених посудинах вільні поверхні однорідної рідини встановлюються на одному рівні. Якщо в колінах сполучених посудин різні рідини, то виконується співвідношення:

Шлюзи – гідротехнічна споруда для переведення суден на річці або каналі з одного рівня на інший.

Тиск, який створює атмосфера на всі тіла, що в ній перебувають, а також на земну поверхню, називають атмосферним тиском. Тиск атмосфери, що дорівнює тиску стовпа ртуті висотою 760 мм при температурі 0’С, називають нормальним атмосферним тиском. 1 мм рт. ст. = 133,3 Па. 760 мм рт. ст. = 101 325 Па. Манометри – вимірювальні прилади, призначені для вимірювання тиску або різниці тисків.

На тіло, занурене повністю у рідину, діє архімедова сила, яка визначається за формулою: Fa = ppgVT, де рр – густина рідини, g = 9,81 Н/кг, – об’єм зануреного тіла.

РОБОТА І ЕНЕРГІЯ

Механічна робота прямо пропорційна прикладеній до тіла силі й відстані, на яку це тіло переміщується: А = Fl, де F – прикладена сила, l – шлях, пройдений тілом у напрямі дії сили. Одиницею роботи є один джоуль (1 Дж). Потужність – це фізична величина, яка визначається відношенням виконаної роботи до затраченого часу:

Де А – механічна робота, t – час виконання роботи. Одиницею потужності є один ват (1 Вт).

Механізм – пристрій, що передає рух або перетворює один вид руху в інший. Машина – механізм або поєднання механізмів для перетворення енергії з одного виду в інший. Важіль – тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої опори. Важіль виграшу в роботі не дає. Блок – це колесо з жолобом, закріплене в обоймі. Рухомий блок – це блок, вісь якого піднімається або опускається разом з вантажем. Рухомий блок дає виграш у силі в два рази. Коловорот – різновид важеля. Різновиди похилої площини: клин, гвинт. Золоте правило механіки: жодний простий механізм виграшу в роботі не дає: у скільки разів виграємо в силі, в стільки саме разів програємо у відстані.

Відношення корисної роботи до повної (затраченої) роботи називають коефіцієнтом корисної дії (ККД) механізму:

КІЛЬКІСТЬ ТЕПЛОТИ

Тепловий рух – це безладний рух атомів і молекул, який визначає температуру тіла. Енергію руху та взаємодії частинок, з яких складається тіло, називають внутрішньою енергією. Внутрішню енергію тіла можна збільшити, виконуючи над ним роботу. Якщо роботу виконує саме тіло, внутрішня енергія його зменшується. Теплообмін – процес передачі енергії від нагрітого тіла до холодного без виконання над ними роботи. Передачу тепла від більш нагрітої частини тіла до менш нагрітої внаслідок теплового руху частинок тіла (без перенесення речовини) називають теплопровідністю. Конвекція – процес перенесення енергії струменями рідини або газу. Випромінювання – вид теплообміну, який може відбуватися без проміжного середовища між тілами і зумовлений випусканням і поглинанням ними теплового проміння.

Щоб визначити кількість теплоти О, яку потрібно затратити для нагрівання (або яка виділяється при охолодженні) тіла масою т, треба питому теплоємність речовини с помножити на масу тіла т і різницю температур (t2 – t1): Q = cm(t2 – t1).

Процес переходу речовини з твердого стану в рідкий називають плавленням. Процес переходу речовини з рідкого стану в твердий називають кристалізацією (твердненням). Під час плавлення (тверднення) речовини маса і температура її не змінюються. Щоб визначити кількість теплоти Q, яку потрібно затратити для плавлення (тверднення) тіла масою m, взятого при температурі плавлення (тверднення), треба питому теплоту плавлення речовини λ помножити на масу тіла т: Q =λm.

Процес переходу речовини з рідкого (газоподібного) стану в газоподібний (рідкий) називають випаровуванням (конденсацією). Щоб визначити кількість теплоти Q, яку потрібно затратити для випаровування (конденсації) рідини масою т, взятої при температурі кипіння (конденсації), треба питому теплоту пароутворення речовини L помножити на масу тіла т: Q = Lm.

Щоб визначити кількість теплоти Q, яка виділяється під час повного згоряння палива масою т, треба питому теплоту згоряння палива q помножити на масу палива m : Q = qm.

9 КЛАС

ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕ

Від слова “електрон” і пішло слово “електрика”. Тіла електризуються або набувають заряду. В електризації завжди беруть участь два тіла. Під час електризації електризуються обидва тіла. Під час електризації скла об шовк скло набуває позитивного заряду “+”, а шовк – негативного “-“; під час електризації ебоніту об вовну ебоніт набуває негативного заряду “-“, а вовна – позитивного “+”. Однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні – притягуються.

За здатністю проводити електричні заряди речовини поділяють на провідники та непровідники (ізолятори, діелектрики) електрики.

Заряд електрона – негативний, його позначають літерою е і називають елементарним зарядом: е = -0,00000000000000000016 Кл = -1,6 – 10-19 Кл.

Атом – це найдрібніша частинка речовини, найменша частина хімічного елемента, яка є носієм його хімічних властивостей. Маса будь-якого атома практично дорівнює масі його ядра. Атом в цілому нейтральний.

Ядро атома складається з протонів і нейтронів. Протон – це позитивно заряджена частинка, що має масу, що в 1836 разів перевищує масу електрона. Електричний заряд протона збігається за модулем із зарядом електрона: qp = e = 1,6 10-19 Кл. Нейтрон є нейтральною частинкою, маса якої в 1839 разів перевищує масу електрона. Електричний заряд нейтрона дорівнює нулю: qn = 0. Число нейтронів в атомному ядрі позначається буквою N. Воно визначається за формулою N – A-Z. У центрі атома знаходиться ядро, яке складається з протонів і нейтронів, а навколо ядра рухаються електрони. Якщо атом втрачає електрон або декілька електронів, то такий атом називається позитивним йоном (катіоном). Якщо атом приєднав до себе один або декілька електронів, називається негативним йоном (аніоном).

Закон збереження електричного заряду: в замкнутій системі алгебраїчна сума зарядів усіх частинок залишається незмінною: qx + q2 + q3 +… + qn = const.

Електричне поле – це особливий вид матерії, який відрізняється від речовини й існує навколо будь-яких заряджених тіл.

Основні властивості електричного поля: 1. Електричне поле зарядженого тіла діє з деякою силою на будь-яке інше заряджене тіло, що знаходиться в цьому полі. 2. Поблизу заряджених тіл створюване ними електричне поле сильніше, а подалі слабше.

Сила, з якою електричне поле діє на тіла, які знаходяться в цьому полі, називається електричною силою.

Силові лінії електричного поля – це лінії, що вказують напрям сили, яка діє в цьому полі на розміщене в ньому заряджене тіло.

Заряд називається точковим, якщо він розподілений на тілі, розміри якого значно менші, ніж будь-які відстані між взаємодіючими тілами у даній задачі.

Закон Кулона: сила взаємодії між двома нерухомими точковими електричними зарядами прямо пропорційна добутку цих зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

Де ε0= 8,85 – 10-12 Кл2/(Н – м2) – електрична стала, ε – діелектрична проникність.

ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

Електричний струм – це впорядкований (напрямлений) рух заряджених частинок.

Джерелами електричного струму називаються пристрої, в яких виконується робота з розділення позитивно та негативно заряджених частинок. До них відносяться: гальванічні елементи, акумулятори, сонячні батареї, термоелементи, генератори різного роду.

Для того, щоб одержати електричний струм у провіднику, потрібні: електричні заряди, джерело струму, замкнене електричне коло.

Електричний струм у металах (металевих провідниках) – це впорядкований рух електронів під дією електричного поля, яке створює джерело електричного струму. Дії електричного струму: теплова, магнітна, хімічна, світлова. За напрям електричного струму умовно вибрали той напрям, в якому рухаються (або могли б рухатися) в провіднику позитивні заряди, тобто напрям від позитивного полюса джерела струму до негативного.

Сила струму – це фізична величина, що характеризує електричний струм і визначається відношенням електричного заряду, що пройшов через провідник, до часу його проходження:

1 ампер (1 А) – сила струму, який, протікаючи у двох паралельних прямолінійних нескінченної довжини тонких провідниках, що розміщені у вакуумі на відстані 1 м один від одного, викликає на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії 0,0000002 Н. Для вимірювання сили струму в колі використовують прилад – амперметр, який вмикають у коло послідовно з тим приладом, силу струму в якому вимірюють. Напруга – це фізична величина, що визначається відношенням роботи струму на певній ділянці кола до електричного заряду, що пройшов по цій ділянці:

1 вольт (1 В) – це така напруга на кінцях провідника, при якій робота по переміщенню електричного заряду 1 кулон (1 Кл) по цьому провіднику дорівнює 1 джоуль (1 Дж). Для вимірювання напруги в електричних колах використовують прилад – вольтметр, який слід під’єднувати паралельно до ділянки кола, на якій потрібно виміряти напругу, тобто затискачі вольтметра під’єднати до тих точок кола, між якими треба виміряти напругу.

Величина, яка характеризує властивість провідника протидіяти напрямленому переміщенню зарядів всередині нього, називається електричним опором провідника. 1 ом (1 Ом) – опір такого провідника, в якому при напрузі на кінцях 1 вольт (1 В) сила струму дорівнює 1 амперу (1 А). Опір провідника прямо пропорційний його довжині, обернено пропорційний площі його поперечного перерізу і залежить від речовини провідника:

Питомий опір речовини – це фізична величина, що показує, якии опір має зроблений із цієї речовини провідник довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 м2. Зі зміною температури опір металевого провідника змінюється: R = R0 (1+ at). де R – опір провідника при 0 °С, R0 – опір провідника при певній температурі, t – температура провідника, а – температурний коефіцієнт опору. Температурний коефіцієнт опору характеризує залежність опору речовини від температури і визначається відносною зміною опору провідника при нагріванні на 1 °С:

Закон Ома: сила струму на ділянці кола прямо пропорційна напрузі на цій ділянці й обернено пропорційна опору цієї ділянки:

Де I – сила струму в провіднику, U – напруга на кінцях провідника, R – опір провідника. Закони послідовного з’єднання провідників: 1. При послідовному з’єднанні провідників сила струму в будь-якій частині електричного кола однакова: I = І1 = I2. 2. Повна напруга в колі при послідовному з’єднанні, або напруга на полюсах джерела струму, дорівнює сумі напруг на окремих ділянках кола: U = U1 + U2. 3. Загальний опір кола при послідовному з’єднанні дорівнює сумі опорів окремих провідників або окремих ділянок кола: R = R1 + R2.

Закони паралельного з’єднання провідників: 1. Напруга на ділянці кола і на кінцях усіх паралельно з’єднаних провідників однакова: U = U1 = U2. 2. Сила струму в нерозгалуженій частині дорівнює сум і струмів в окремих паралельно з’єднаних провідниках: I = I1 + I2. 3. Загальний опір кола при паралельному з’єднанні визначається таким співвідношенням:

Робота електричного струму – фізична величина, що характеризує перетворення електричної енергії на інші види енергії. Щоб визначити роботу електричного струму на ділянці кола, потрібно напругу на кінцях цієї ділянки помножити на силу струму в ній і на час, протягом якого виконувалася робота: А = UIt, де А – робота електричного струму: U – напруга на кінцях ділянки; І – сила струму в колі; t – час, протягом якого виконувалася робота.

Потужність електричного струму – фізична величина, що характеризує здатність електричного струму виконувати певну роботу за одиницю часу: Р = UI.

Закон Джоуля-Ленца: кількість теплоти, яка виділяється провідником зі струмом, визначається добутком квадрата сили струму, опору провідника й часу проходження струму: Q = I2Rt, де Q – кількість теплоти, яка виділяється провідником зі струмом, І – сила струму у провіднику, R – опір провідника, t – час проходження струму.

Речовини, які під дією розчинника дисоціюють (розпадаються) на йони, називаються електролітами. Електричний струм у розчинах електролітів – це впорядкований рух позитивних і негативних йонів. Процес виділення речовини на електродах при протіканні електричного струму через розчини або розплави електролітів називається електролізом. Закон електролізу Фарадея: маса речовини, яка виділяється на електроді за інтервал часу At при проходженні електричного струму І, пропорційна силі струму та інтервалу часу: m = kl∆ t, де m – маса виділеної на електроді речовини; k – електрохімічний еквівалент даної речовини (дається у таблицях); І – сила струму в колі; At – час проходження електричного струму.

Провідність чистих напівпровідників, яка виникає під час їх нагрівання або освітлення, називається власною провідністю. Провідність напівпровідників, викликана електронами домішкових атомів, називається домішковою провідністю. Напівпровідники з домішковою електронною провідністю називають напівпровідниками n-типу (від латинського слова negativus – негативний). Напівпровідники з домішковою дірковою провідністю називають напівпровідниками p-типу (від латинського positivus – позитивний).

Процес проходження електричного струму через газ називається газовим розрядом. Тліючий розряд – розряд, який спостерігається при низьких тисках (десяті й соті частки міліметра ртутного стовпа) і напрузі між електродами в кілька сотень вольт. Електрична дуга – явище виникнення стовпа газу між двома вугільними електродами, що яскраво світяться. Коронний розряд – розряд, світна область якого нагадує корону і який спричиняється при атмосферному тиску поблизу загострених частин провідника, що несе великий електричний заряд. Іскровий розряд – розряд, який виникає при високій напрузі між електродами в повітрі і має вигляд пучка яскравих зигзагоподібних смужок, що розгалужуються від тонкого каналу.

Коротким замиканням називають з’єднання кінців ділянки кола провідником, опір якого дуже малий порівняно з опором ділянки кола.

МАГНІТНЕ ПОЛЕ

Магніт (від грец. магнесійський камінь) – тіло, яке має магнітні властивості. Предмети, що містять у собі залізо, сталь, нікель, чавун або їх сплави, притягуються магнітами. Папір, скло, пластмаса, мідь не мають магнітних властивостей. Місця магніту, де виявляються

Найсильніші магнітні дії, називаються полюсами магніту. Будь-який магніт обов’язково має два полюси: північний і південний. Різнойменні магнітні полюси двох магнітів притягуються, однойменні – відштовхуються.

Навколо Землі існує магнітне поле й магнітна стрілка встановлюється вздовж його магнітних ліній. Магнітні полюси Землі не збігаються з її географічними полюсами.

Магнітні лінії магнітного поля магніту – це замкнені лінії, які виходять з північного полюса магніту й входять у південний, замикаючись усередині магніту.

Навколо будь-якого провідника зі струмом існує магнітне поле. Лінії, вздовж яких у магнітному полі розміщуються осі маленьких магнітних стрілок, називають магнітними лініями магнітного поля. Магнітні лінії магнітного поля струму – це замкнені лінії, які оточують провідник зі струмом. Напрям магнітних ліній магнітного поля струму пов’язаний з напрямом струму в провіднику. Напрям ліній магнітного поля можна встановити за правилом свердлика: якщо напрям поступального руху свердлика збігається з напрямом струму, то напрям обертання ручки свердлика збігається з напрямом магнітних ліній.

Явище виникнення в замкнутому провіднику електричного струму при перетині цим провідником силових ліній магнітного поля називають електромагнітною індукцією. Струм, що виникає при цьому, називається індукційним. Правило правої руки: якщо розмістити долоню правої руки так, щоб у неї входили силові лінії магнітного поля, а відведений на 90° великий палець направити у напрямі руху провідника, то положення чотирьох пальців руки визначить напрям індукційного струму в провіднику.

АТОМНЕ ЯДРО. ЯДЕРНА ЕНЕРГЕТИКА

Планетарна модель атома: атом складається з позитивно зарядженого масивного ядра, розміри якого порядку 10-15 м. Навколо ядра рухаються електрони, утворюючи, так звану, електронну оболонку атома. Заряд ядра дорівнює за значенням сумарному заряду всіх електронів. В ядрі зосереджена майже вся маса атома (99,95 %).

Радіоактивність – це спонтанне перетворення одних ядер в інші, яке супроводжується випромінюванням різних частинок і електромагнітних хвиль.

Правило зміщення (вперше сформулював англійський хімік Содді): під час а-розпаду ядро втрачає позитивний заряд 2е, а маса зменшується приблизно на 4 атомні одиниці маси. У результаті елемент зміщується на дві клітинки до початку періодичної системи. Якщо ж відбувається p-розпад, то елемент зміщується на одну клітинку ближче до кінця періодичної системи, у-випромінювання не супроводжується зміною заряду, маса ядра змінюється надзвичайно мало.

Період піврозпаду – основна величина, що характеризує швидкість радіоактивного розпаду. Закон радіоактивного розпаду:

Чим менший період піврозпаду, тим менший час життя атомів, тим швидше відбувається розпад. Для різних речовин його значення дуже відрізняються.

Будь-які зміни в опроміненому об’єкті, викликані йонізуючим випромінюванням, називаються радіаційно-індукованим ефектом. Основна фізична величина, що характеризує радіоактивне джерело, називається активністю А: А – N/t, де N – кількість радіоактивних розпадів; t – час. У СІ за одиницю активності прийнято 1 беккерель (1 Бк). Активності 1 беккерель відповідає один розпад за секунду. В практичній дозиметрії та радіаційній фізиці використовується й інша одиниця активності – 1 кюрі ( 1Кi): 1 Кі = 3,7 – 1010 Бк.

Поглинутою дозою випромінювання (Дп) називається відношення поглинутої дози енергії Еп до маси т опроміненої речовини: Дп = Е/m. За одиницю поглинутої дози вибраний 1 рад (rad – за першими буквами англійського словосполучення “radation absorbed dose” – поглинута доза випромінювання). 1 рад – це доза, при якій опроміненій речовині масою в 1 кг передається енергія 10-2 Дж. У СІ поглинуту дозу випромінювання визначають у греях (Гр). 1 грей дорівнює поглинутій дозі, при якій опроміненій речовині масою 1 кг передається енергія йонізуючого випромінювання в 1 Дж.

Експозиційна доза (Д) – міра йонізаційної дії випромінювання на повітря і м’які тканини, при якій в 1 кг сухого повітря при нормальних умовах утворюються йони кожного знака, що мають заряд 1 Кл:Д = q/m, де q – заряд тіла; m – маса речовини. У практичній дозиметри використовують експозиційну дозу випромінювання – 1 рентген (1 Р). 1 рентген – це така експозиційна доза рентгенівського чи у-випромінювання, при якій в 1 см3 сухого повітря (1,29 – 10-6 кг) при 0 °С і тиску 760 мм рт. ст. утворюються йони, які несуть заряд кожного знаку, що дорівнює 3,34 – 10-10 Кл. 1 Р = 2,58 – 10 4 Кл/кг, 1 Кл/кг = 3,88 · 103 P. 1 рад =1,1 Р.

Еквівалентна доза (Де) – це поглинута доза, помножена на коефіцієнт, що відображає здатність випромінювання певного типу діяти на тканини організму: Де = К Дп,. КоефіцієнтК називається відносною біологічною ефективністю (ВБЕ), або коефіцієнтом якості. Для рентгенівського, у – і p-випромінювання К= 1. Для теплових нейтронів К = 5, для швидких нейтронів і протонів К = 10, для а-частинок К = 20. Одиницею еквівалентної дози в СІ є 1 зіверт (1 Зв) (на честь шведського радіобіолога Р. Зіверта). 1 Зв = 1 Дж/кг для рентгенівського, а – і Р-випромінювання. Помноживши еквівалентні дози на відповідні коефіцієнти радіаційного ризику для всіх органів і тканин та підсумувавши їх, дістанемо значення ефективної еквівалентної дози, що відображає сумарний ефект опромінення організму. Підсумувавши індивідуальні ефективні еквівалентні дози, що були одержані групою людей, ми знайдемо колективну ефективну еквівалентну дозу. Її одиницею в СІ є 1 людино-зіверт.

Дозиметри – прилади для вимірювання доз випромінювання в даному місці приміщення.

10 КЛАС

ОСНОВИ КІНЕМАТИКИ

Механічний рух – це зміна з часом взаємного положення в просторі матеріальних тіл або взаємного положення частин даного тіла. Розділ фізики, в якому пояснюється механічний рух матеріальних тіл і взаємодії, які при цьому відбуваються між тілами, називають механікою. Кінематика – розділ механіки, в якому вивчаються рухи матеріальних тіл без урахування їх мас і сил, що на них діють. Будь-який рух, а також спокій тіла (в деяких окремих випадках) відносні.

Матеріальною точкою є тіло, розмірами якого за даних умов руху можна знехтувати.

Тіло, відносно якого визначають положення інших тіл у різні моменти часу, називається тілом відліку. Тіло відліку, з яким пов’язана система координат, і годинник для вимірювання часу, утворюють систему відліку.

Правило трикутника: якщо початок вектора v2 помістити в кінець першого v1 то з’єднавши початок вектора v1, з кінцем вектора v2, отримаємо результуючий вектор v, що співпадає з гіпотенузою трикутника. Правило паралелограма: якщо початки векторів v1 і v2-помістити в одну точку і побудувати паралелограм, то результуючим вектором v буде напрямлений відрізок, що дорівнює його більшій діагоналі. Щоб знайти проекції вектора на координатні осі, потрібно з його початку і кінця опустити перпендикуляри на координатні осі, з’єднати точки перетину перпендикулярів з осями, отримаємо відрізки, які і є проекціями вектора.

Траєкторією руху точки називається уявна лінія, яку описує тіло під час руху. Шлях – це довжина траєкторії, яку описує тіло або матеріальна точка під час руху за певний інтервал часу. Переміщення точки – це вектор або напрямлений відрізок прямої, який сполучає початкове положення точки з її кінцевим положенням.

Прямолінійним рівномірним рухом називається рух, при якому тіло за будь-які рівні інтервали часу здійснює однакові переміщення. Швидкість прямолінійного рівномірного руху – це векторна фізична величина, яка характеризує переміщення тіла за одиницю часу і визначається відношенням переміщення тіла до інтервалу часу,

Протягом якого це переміщення відбулося: Рівняння прямолінійного рівномірного руху має вигляд: х = x0±vxt. Правило додавання переміщень: s = s1 + s2 .

Правило додавання швидкостей: v = v1+ v2.

Якщо серед інтервалів часу є такі рівні інтервали, за які тіло здійснює неоднакові переміщення, рух називається нерівномірним. Середньою швидкістю нерівномірного руху називається векторна фізична величина, яка характеризує переміщення, що його тіло в середньому здійснює за одиницю часу, і визначається відношенням переміщення тіла до інтервалу часу, протягом якого це переміщення відбулося:

– переміщення тіла за відповідні інтервали часу

T1 t2, …, tn. Миттєвою швидкістю руху тіла, або швидкістю в даній точці, називається векторна фізична величина, яка характеризує переміщення тіла за одиницю часу, коли швидкість руху тіла, починаючи з даного моменту, перестає змінюватися за напрямом і значенням.

Рух тіла, під час якого його швидкість за будь-які рівні інтервали часу змінюється однаково, називають рівноприскореним рухом. Прискоренням тіла в його рівноприскореному прямолінійному русі називають векторну фізичну величину, яка характеризує зміну швидкості за одиницю часу і дорівнює відношенню зміни швидкості руху тіла до інтервалу часу, протягом якого ця зміна відбулася:

Якщо у вибраний початковий момент часу t = 0 швидкість руху тіла дорівнює vn, а в момент

Часу t вона дорівнює 0, то маємо ∆t = t, ∆v = v-vо. Тоді: де a – прискорення руху тіла; v0 – початкова швидкість руху тіла; v – його кінцева швидкість руху; t – час, протягом якого ця зміна відбувалася. З формули прискорення легко визначити миттєву швидкість руху тіла в будь-який момент часу: v = v0 + at. Якщо спроектувати вектори на вісь Ох, вираз набуває вигляду: vx = v0x ± axt. Ця формула дає можливість визначити швидкість руху тіла vx у момент часу t, якщо відома його початкова швидкість v0х і прискорення ах. Вона виражає закон зміни швидкості рівнозмінного прямолінійного руху. За його допомогою ми маємо змогу вивести кінематичне рівняння шляху для рівноприскореного руху: або в проекціях на вісь Ох:

Якщо врахувати, що s = x = x0, то рівняння руху тіла в рівноприскореному прямолінійному русі матиме такий вигляд:

Під час розв’язування задач, коли потрібно визначити пройдений тілом шлях під час рівноприскореного руху, і не відомо, скільки часу минуло від початку руху тіла, а відомі прискорення, початкова швидкість і миттєва швидкість руху тіла у кінці переміщення, то користуються

Формулою:

Рівномірним рухом тіла по колу називають такий рух, при якому швидкість тіла змінюється за напрямом, але не змінюється за значенням. Лінійна швидкість тіла, що рівномірно обертається по колу, весь час змінюється за напрямом і в будь-якій точці траєкторії напрямлена по дотичній до дуги цього кола, має стале значення. Вона

Визначається за формулою:

Де v – лінійна швидкість руху тіла по колу; R – радіус кола; t – час руху тіла. Кутова швидкість тіла – це фізична величина, яка показує, як швидко змінюється кут повороту тіла, і визначається відношенням

Зміни кута ∆φ до інтервалу часу ∆t, за який ця зміна відбулася:

Період обертання – це час, протягом якого тіло робить один повний оберт по колу: де t – час обертання; N – кількість зроблених обертів. Величину, обернену до періоду обертання, називають частотою обертання: Частота обертання тіла п визначає кількість обертів тіла навколо центра обертання за 1 секунду: Якщо пригадати, що лінійна швидкість тіла знайдемо її зв’язок з кутовою швидкістю: Прискорення тіла, яке рівномірно рухається по колу, в будь-якій його точці доцентрове, тобто напрямлене по радіусу кола до його центра:

ОСНОВИ ДИНАМІКИ

Динаміка (від грецького слова динаміс – сила) – розділ механіки, в якому вивчається рух тіл у зв’язку з їх взаємодією з іншими тілами.

Силою називають векторну фізичну величину, що характеризує механічну дію одного тіла на інше і є мірою цієї дії. Силу, яка замінює дію на матеріальну точку декількох сил, називають рівнодійною цих сил.

Перший закон Ньютона: існують такі системи відліку, відносно яких тіло, що рухається поступально, зберігає свою швидкість сталою, якщо на нього не діють інші тіла (або дії інших тіл компенсуються).

Інертністю називають властивість тіл, яка виявляється в тому, що швидкість їх руху залишається незмінною до тих пір, поки на них не подіють інші тіла. У процесі ж взаємодії їх швидкість не може змінитися миттєво, а змінюється поступово. Системи відліку, в яких виконується закон інерції, отримали назву інерціальних. Системи відліку, в яких закон інерції не виконується, називаються неінерціальними.

Другий закон Ньютона: сила, що діє на тіло, дорівнює добутку маси тіла і його прискорення, наданого цією силою: F = ma. З отриманої формули можна отримати вираз для прискорення Прискорення матеріальної точки прямо пропорційне прикладеній до неїсилі, обернено пропорційне до маси цієї точки і напрямлене убік діїсили.

Третій закон Ньютона: сили, з якими які-небудь два тіла діють одне на одне, завжди рівні за значенням, але протилежні за напрямом: F1 = – F2. Закон всесвітнього тяжіння: сила гравітаційного притягання будь-яких двох частинок прямо пропорційна добутку їх мас і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

Де G – коефіцієнт пропорційності, який називається гравітаційною сталою. G = 6,67 10-11 Н м2/кг2. Фізичний зміст гравітаційної сталої полягає в тому, що вона дорівнює силі, з якою притягуються дві частинки масами по 1 кг кожна, що знаходяться на відстані 1 м одна від одної.

Сила, з якою Земля притягує до себе тіла, називається силою тяжіння, а гравітаційне поле Землі – полем тяжіння: Fтяж = mg. Силу Р, з якою тіло внаслідок його притягання до Землі діє на опору або підвіс, називають вагою: Р = mg. Стан тіла, при якому його вага перевищує силу тяжіння, називають перевантаженням. Кількісно перевантаження характе-

Ризують відношенням яке позначають літерою п і називають коефіцієнтом перевантаження. При n-кратному перевантаженні, тобто коли а = ng, вага людини (і будь-якого іншого тіла) збільшується в (1+n) разів. Стан тіла, при якому вага тіла дорівнює нулю, називається невагомістю.

Силою пружності називають силу, що виникає в тілі при його деформації. Сила пружності пропорційна абсолютній деформації і направлена протилежно силі, що деформує тіло: Fnp = – k∆l.

Тертя, що виникає між нерухомими одна відносно одної поверхнями, називають тертям спокою. Сила тертя спокою залежить від сили тиску N і матеріалів дотичних поверхонь: Fтер=μ0N. Величину (μ0 називають коефіцієнтом тертя спокою. Силу тертя, що виникає при русі одного тіла по поверхні іншого, називають силою тертя ковзання; направлена вона протилежно переміщенню тіла відносно стичного з ним тіла: Fтер = μковз N – Сила тертя кочення визначається за формулою:

Коефіцієнт називають коефіцієнтом тертя кочення.

Щоб тіло, яке може рухатися поступально (без обертання), знаходилося в рівновазі, необхідно, щоб геометрична сума сил, прикладених до тіла, дорівнювала нулю.

Щоб тіло, яке не має вісі обертання, знаходилося в рівновазі, необхідно, щоб сума проекцій прикладених до тіла сил на будь-яку вісь дорівнювала нулю.

Фізична величина, яка визначається добутком модуля сили F і її плеча d, називається обертальним моментом, або моментом сили відносно осі обертання: М = Fd. Правило моментів: тіло, здатне обертатися навколо закріпленої осі, знаходиться в рівновазі, якщо алгебраїчна сума моментів прикладених до нього сил відносно цієї осі дорівнює нулю: F1d1 = F2d2 a6o F1d1 – F2d2 = 0. Для того, щоб тіло знаходилося в рівновазі, необхідно, щоб дорівнювала нулю геометрична сума прикладених до тіла сил і сума моментів цих сил відносно осі обертання. Правило важеля, важіль знаходиться в рівновазі, коли сили, що діють на нього, обернено пропорційні плечам:

Рівновага тіла стійка, якщо при малому відхиленні від рівноважного положення рівнодійна сил, прикладених до тіла, повертає його до положення рівноваги. Рівновага нестійка, якщо при малому відхиленні тіла від положення рівноваги рівнодійна сил, прикладених до тіла, віддаляє його від цього положення.

Імпульсом тіла або кількістю руху тіла називають добуток маси тіла і його швидкості руху: р = mv. Зміна імпульсу тіла дорівнює, як видно з формули Ft = mv – mv0, добутку сили F і часу її дії t. Величина Ft також має особливу назву. Її називають імпульсом сили. Зміна імпульсу (кількості руху) тіла дорівнює імпульсу сили. Закон збереження імпульсу: геометрична сума імпульсів тіл, що є складовими замкнутої системи, залишається сталою при будь-яких взаємодіях тіл цієї системи між собою: m1v1 +m2v2 = m1v1 + m2v2.

Енергією поступального руху називають таку механічну величину, яка однакова в усіх тіл, що починають рухатися за рахунок однакової зміни якої-небудь іншої форми руху. Кінетична енергія тіла:

Фізичну величину А, яка дорівнює зміні кінетичної енергії ∆Ек тіла в результаті дії на нього сили F, називають роботою: А = ∆Ек. А = Fscosa. Енергію, яка залежить тільки від координат тіла або взаємного розташування тіл, називають потенціальною енергією тіла. Потенціальною енергією піднятого над Землею тіла називають таку фізичну величину Ер, яка при вільному падінні тіла зменшується рівно на стільки, на скільки зростає його кінетична енергія Ек: ∆Ер = ∆Ек. Ер = mgh. Потенціальна енергія Е пружно деформованого тіла дорівнює половині добутку його жорсткості k і квадрату деформації х:

Закон збереження механічної енергії: повна механічна енергія системи тіл, що взаємодіють між собою консервативними силами, залишається сталою: Е = Ек + Ер = const. Енергія тіла ніколи не зникає і не з’являється знову: вона лише перетворюється з одного виду на інший.

РЕЛЯТИВІСТСЬКА МЕХАНІКА

Усі явища природи в інерціальних системах відліку за однакових початкових умов протікають однаково. В усіх інерціальних системах відліку швидкість поширення світла у вакуумі однакова і дорівнює 300 000 км/с. Між масою і енергією в природі існує певне кількісне співвідношення: кожній одиниці маси відповідає строго певна кількість енергії: Е = тс2 .

У природі не існує єдиних універсальних для всіх систем відліку часу і довжини. Абсолютна довжина і абсолютний час – ці поняття позбавлені фізичного змісту і не мають реального змісту. Ні в одній системі відліку ніяке тіло або частинка не може рухатися зі швидкістю, більшою за швидкість поширення світла у вакуумі. Швидкість поширення світла у вакуумі є гранично можливою швидкістю передачі енергії від однієї точки простору до іншої.

Довжина тіла у будь-якій інерціальній системі відліку, відносно якої воно переміщується, менша його власної довжини:

Якщо події відбуваються в одній і тій же точці, то час:

Явища, які виникають у системах відліку, що рухаються відносно спостерігача зі швидкістю, близькою до швидкості поширення світла, називаються релятивістськими (від лат. relativ – відносний).

ВЛАСТИВОСТІ ГАЗІВ, РІДИН, ТВЕРДИХ ТІЛ

Теорія, яка пояснює теплові явища в макроскопічних тілах і внутрішні властивості цих тіл на основі уявлень про те, що всі тіла складаються з окремих частинок, які рухаються хаотично, називається молекулярно-кінетичною теорією. В основі молекулярноїфізики лежить декілька положень, які стосуються структури речовини і закономірностей руху частинок, що входять до складу речовини: 1. Речовина складається з частинок (атомів і молекул). 2. Молекули (атоми) всіх тіл знаходяться в безперервному тепловому русі. 3. Молекули (атоми) взаємодіють між собою – залежно від відстані між частинками вони притягуються або відштовхуються.

Броунівський рух – це тепловий рух завислих у рідині або газі частинок. Процес взаємного проникнення частинок однієї речовини у міжмолекулярні проміжки іншої без дії зовнішніх сил називається дифузією. Сили, що діють між атомами і молекулами речовини, називаються молекулярними силами. Область простору, в якій діють молекулярні сили, називається сферою молекулярної дії, радіус цієї сфери близько 10-9 м. Відстань між частинками, що знаходяться в стані рівноваги, називається рівноважною відстанню.

Маса атома, виміряна в атомних одиницях маси, називається атомною масою. Маса молекули, виміряна в атомних одиницях маси, називається молекулярною масою. Кількість речовини, маса якої в грамах дорівнює його молекулярній або атомній масі, називається молем даної речовини. Стала Авогадро: в одному молі будь-якої речовини міститься однакове число атомів або молекул: N = 6,02 1023 1/моль (моль-1). Знаючи сталу Авогадро NA і масу одного моля ц можна визначити масу атома або молекули досліджуваної речовини:

Величина, яка визначається відношенням числа структурних елементів N, з яких складається дане тіло, до атомів NA, що містяться в одному молі Карбону, називається кількістю речовини:

За одиницю кількості речовини в СІ приймається така її кількість, яка міститься в одному молі Карбону.

Ідеальний газ – це газ, взаємодія між молекулами якого така мала, що нею можна знехтувати. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів (рівняння Клаузіуса): тиск ідеального газу пропорційний добутку кількості молекул в одиниці об’єму газу і середньої кінетичної енергії поступального руху молекул:

Нульова температура за абсолютною шкалою відповідає абсолютному нулю, а кожна одиниця температури за цією шкалою дорівнює градусу на шкалі Цельсія: T=t + 273.

Стала Больцмана пов’язує температуру в енергетичних одиницях з температурою у кельвінах: k= 1,38 10-23 Дж/К.

Рівняння Менделєєва-Клапейрона:

Універсальна газова стала: R = NAk = 6,023 1023 моль1-1,38 1023Дж/К = 8,31 Дж/(К моль).

Кількісні залежності між двома параметрами газу при фіксованому значенні третього параметра називають газовими законами. Процеси, що відбуваються при незмінному значенні одного з параметрів, називають ізопроцесами. Процес зміни стану термодинамічної системи при сталій температурі називають ізотермічним. Закон Бойля-Маріотта: для даної маси газу добуток тиску газу і його об’єму сталий, якщо температура газу не змінюється: pV = const при Т = const і m = const. Процес зміни стану термодинамічної системи при сталому тиску називають ізобарним (від грец. барос – вага). Закон Гей-Люссака: для даної маси газу відношення об’єму до температури стале, якщо тиск газу не змінюється: при Т = const і m = const. Процес зміни стану термодинамічної системи при сталому об’ємі називають ізохорним (від грец. хорема – місткість). Закон Шарля: для даної маси газу відношення тиску до температури стале, якщо об’єм газу не змінюється: при Т = const і m = const.

Пара, що знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називається насиченою. Пара, що не знаходиться в стані динамічного рівноваги зі своєю рідиною, називається не – насиченою. Незалежний від об’єму тиск пари рн, при якому рідина перебуває в рівновазі зі своєю парою, називають тиском насиченої пари. Згідно з формулою рн = пкТ тиск пари зростає не тільки внаслідок підвищення температури, а й внаслідок збільшення концентрації молекул (густини) пари. Процес пароутворення, що відбувається в об’ємі всієї рідини, називається кипінням. Кипіння рідини наступає за умови, коли тиск насиченої пари дорівнює зовнішньому тиску на її вільну поверхню, а температура всіх шарів рідини однакова. Температура, при якій тиск насиченої водяної пари середини рідини дорівнює зовнішньому тиску, називається температурою кипіння. Температура кипіння рідини при нормальному атмосферному тиску називається точкою кипіння.

Кількість водяної пари, що міститься в одиниці об’єму повітря, називається абсолютною вологістю повітря. Температура, при якій водяна пара, що знаходяться в атмосферному повітрі, стає насиченою, називається точкою роси. Кількість водяної пари, що міститься в одиниці об’єму повітря в стані насичення (при точці роси), називається максимальною вологістю повітря. Відношення абсолютної вологості повітря р до його максимальної вологості рн при даній температурі називається відносною вологістю

Повітря: Тиск, який чинила б водяна пара, коли б не було інших газів, називають парціальним тиском водяної пари. Відносною вологістю повітря φ називають відношення парціального тиску р водяної пари, яка є в повітрі при даній температурі, до тиску рн насиченої пари при тій самій температурі:

Величина, яка вимірюється силою поверхневого натягу, що діє на кожну одиницю довжини контуру, який обмежує вільну поверхню рідини, називається коефіцієнтом поверхневого натягу:

Де F – сила поверхневого натягу; l – довжина контуру.

Змочування – це явище, яке виникає внаслідок взаємодії рідини з молекулами твердих тіл і зумовлює викривлення поверхні рідини біля поверхні твердого тіла. Під капілярними явищами розуміють піднімання або опускання рідини у вузьких трубках – капілярах, – порівняно з її рівнем у широких трубках. Висота підняття змочувальної

Рідини в капілярі визначається так:

Де а – коефіцієнт поверхневого натягу; р – густина рідини; g=9,81 м/с2; г – радіус трубки (капіляра); h – висота підняття рідини в капілярі.

Тверде тіло, яке складається з великої кількості маленьких кристаликів, називають полікристалічним. Поодинокі кристали називають монокристалами. Незалежність фізичних властивостей речовини від напряму називається ізотропністю. Залежність фізичних властивостей речовини від напряму називається анізотропією. Аморфні тіла – це тіла, які не мають точного порядку в розташуванні атомів. Певної температури плавлення аморфні тіла не мають.

Деформація, яка повністю зникає після припинення дії зовнішніх сил, називається пружною деформацією. Деформація, яка не зникає після припинення дії зовнішніх сил, називається пластичною деформацією. Збільшення довжини тіла (стержня) при дії на нього двох рівних за модулем, але протилежних за напрямом сил називається деформацією розтягу. Зменшення довжини тіла під дією двох рівних за значенням і направлених назустріч одна одній сил, називається деформацією стиснення. Зсув паралельних шарів тіла один відносно одного під дією двох паралельних, але протилежно направлених сил, називається деформацією зсуву. Поворот паралельних шарів тіла один відносно одного під дією двох сил називається деформацією кручення. Згинання (вигинання) тіла під дією сили, направленої перпендикулярно його осі, називається деформацією поперечного згину. Величина, що вимірюється силою внутрішньої напруги, яка діє на одиницю площі поперечного перерізу деформованого тіла, називається механічною напругою:

Механічна напруга, що виникає в речовині при відносній деформації ε=1, називається модулем пружності k. Механічна напруга пружно деформованого тіла прямо пропорційна відносній деформації і модулю пружності речовини, з якої воно виготовлене: σ = kε. Це співвідношення носить назва закону Гука.

ОСНОВИ ТЕРМОДИНАМІКИ

Будь-яке макроскопічне тіло має енергію, яка зумовлена його мікростаном, а саме кінетичною енергією хаотичного руху його молекул і потенціальною енергією їх взаємодії. Таку енергію називають внутрішньою енергією:

Закон збереження і перетворення енергії при всіх процесах, які відбуваються в природі: енергія не виникає і не зникає, а лише перетворюється в рівних кількостях з одного виду в інший.

Перший закон термодинаміки: кількість теплоти Q частково йде на збільшення її внутрішньої енергії AU і частково на виконання системою роботи А над зовнішніми тілами:

Q=∆U+а

Робота, виконана газом під час ізобарного розширення проти зовнішніх сил, дорівнює добуткові тиску газу на приріст його об’єму: А = p(V2 – V1).

Адіабатний процес – це термодинамічний процес зміни параметрів газу, що відбувається в теплоізольованій системі, тобто за відсутності теплообміну з навколишніми тілами. Оскільки в такому разі Q = 0, то згідно з першим законом термодинаміки вся виконана робота йде на зміну внутрішньої енергії системи: А =∆U.

Тепловий двигун – це пристрій, який перетворює внутрішню енергію палива в механічну. Коефіцієнт корисної дії теплового двигуна визначається співвідношеннями:

Ефективність роботи холодильної машини характеризують холодильним коефіцієнтом, який визначається відношенням тієї кількості теплоти Q2,що отримана від поршня з нижчою температурою до роботи А, яка витрачається на приведення холодильної машини в дію:

Другий закон термодинаміки (уперше сформулював німецький учений Р. Клаузіус у 1850 році): у природі неможливий процес, під час якого теплота самочинно переходила б від менш нагрітих до більш нагрітих тіл. У. Томсон (лорд Кельвін) дав інше формулювання другого закону термодинаміки: неможливо здійснити такий періодичний процес, єдиним результатом якого буде виконання роботи за рахунок теплоти, відібраної у нагрівника.