История искусства. Детали машин и основы конструирования, решение задач по физике

Дизайн интерьера
История изобразительного искусства
Арт-дизайн
Баухауз
Радикальный дизайн. Антидизайн
Дизайн интерьера
Виды планировок Свободная планировка
Дизайн квартир
Проектный анализ в дизайне среды
Назначение и структура
производственной среды
Дизайн интерьера нежилых помещений
Литература о дизайне
Фабрика пишущих машин, заложенная
Камилло Оливетти
Независимый дизайн
Стафф-дизайн
Профессиональный дизайн
Архитектор и интерьер-дизайнер в России
Мода в интерьере
Физика. Примеры решения задач
контрольной работы
Электрические машины
Общие свойства гармонических колебаний
Задачи для самостоятельного решения
Амплитуда и начальная фаза колебаний
Музыкальный камертон
Переменный ток
Волны
Интерференция света
Дифракция света
Поляризация света
Примеры решения задач

Ответы на билеты к экзамену по физике

Закон всемирного тяготения

Вынужденные колебания. Резонанс

Лекции и конспекты по физике
Кинематика
Механические колебания
МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ФИЗИКА
Механика
Молекулярная физика и термодинамика
Электромагнетизм
Атомная и ядерная физика
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
Термодинамические процессы
Термодинамический анализ
энергетических установок
Принцип термотрансформации
Конвективный теплообмен
Тепловое излучение
ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Электростатика
Ядерная физика
Закон радиоактивного распада
Атомная физика
Магнитное поле постоянных магнитов
Интерференция волн
Испускание и поглощение
электромагнитных волн веществом
Лабораторная работа
Элементы квантовой статистики
Деление кристаллов на диэлектрики,
металлы и полупроводники
Тепловые свойства твердых тел (кристаллов)
Электрические свойства кристаллов
Практические занятия
Молекулярная физика и термодинамика
Математика Примеры решения задач
Векторная алгебра
и аналитическая геометрия
Математический анализ
Предел последовательности
Геометрическая прогрессия
Вычисление объемов с помощью
тройных интегралов
Двойные интегралы в полярных координатах
Геометрические приложения интегралов
Криволинейные интегралы
Физические приложения тройных интегралов
Тройные интегралы
в декартовых координатах
Найти разложение в ряд Фурье функции
Математика школьный курс лекций
Декартова система координат
Полярная и сферическаясистемы координат
Преобразование графиков функций
Обратные тригонометрические функции
Решение систем уравнений и неравенств
Теорема синусов
Изображение многоугольников и многогранников
Поверхности второго порядка
Исследовать систему уравнений
Детали машин
Механические передачи
История искусства

Учебник

 

История изобразительного искусства Западной Европы от античности до наших дней

  • Учебник посвящен истории изобразительного искусства Западной Европы от античности до наших дней и представляет собой первую часть двухтомного издания, во второй части которого излагается история отечественного искусства. Он написан в соответствии с утвержденной программой курса.
  • Искусство Греции Гомеровская Греция В начале I тысячелетия до н.э. племена Древней Эллады расселились по всему Средиземноморью. Дорийцы заняли весь Пелопонесский полуостров, остров Крит и другие острова. Ахейцы были оттеснены на острова Эгейского моря, в Малую Азию и на остров Кипр, в Среднюю Грецию, Аттику, где жили уже ионийцы.
  • Греческая классика Еще в VI в. до н.э. Афины вступили в пору расцвета. В конце века реформами Клисфена была закреплена победа демократии над аристократией. Афины стали главным городом Центральной Греции, основным очагом греческой культуры. Здесь родилось искусство театра, впервые были записаны греческие поэмы, здесь устраивались первые Панафинейские торжества в честь богини Афины.
  • Третьим величайшим скульптором V в. до н.э. был уже упомянутый афинянин Фидий. В 480–479 гг. персы захватили и разграбили Афины и основные святилища на Акрополе. Среди развалин священного храма Фидий создал семиметровую бронзовую статую Афины-воительницы, Афины-Промахос, с копьем и щитом в руках, как символ возрождения города, его мощи и непримиримости к врагам. Как и все последующие работы Фидия, статуя погибла (она была уничтожена крестоносцами в Константинополе в XIII в.).
  • Эллинистическое искусство Еще по второй половине IV в. до н.э. на арену истории выступила новая политическая сила – Македония, которой не могли противостоять греческие города-государства. Завоеваниями Филиппа Македонского, а затем его сына Александра кончилась политическая независимость Эллады.
  • Искусство Рима Этрусское искусство История Древнего Рима охватывает период с VIII–VII вв. до н.э. по V в. н.э. Древние римляне оставили после себя грандиозные архитектурные ансамбли, сооружения потрясающей инженерной техники, реалистический, доходящий иногда до беспощадности характеристик портрет в скульптуре, высокие образцы монументальной живописи и произведения прикладного искусства.
  • Искусство Римской империи В конце I в. до н.э. Римское государство, раздираемое борьбой сословий, гражданскими войнами, сотрясаемое восстаниями рабов, приходит к военной диктатуре, превращается из Республики в Империю. Первым императором Рима был Октавиан, титулованный Августом, т.е. божественным (27 г. до н.э.–14 г. н.э.).
  • Раннехристианское искусство Мостом между искусством собственно средневековья и античным явилось так называемое искусство раннехристианское, возникшее в период, когда христианство нелегально существовало в языческой Римской империи. Его начали изучать еще в эпоху Высокого Возрождения, когда в XVI в. случайно обнаружили подземные христианские кладбища II–IV вв., которые служили также убежищем и местом сбора христианской общины (их стали условно называть катакомбами, потому что одно из найденных кладбищ находилось в местности Катакумб).
  • Дороманское искусство В 410 г. Рим был разгромлен вестготами, осевшими затем на Пиренейском полуострове, большая часть которого вскоре была завоевана арабами. В 493 г. в Италии основали королевство остготы, сделав центром Равенну. В 555 г. остготское королевство было разрушено Византией. После ухода римских легионов из Британии местное население кельтов завоевали германские племена англов и саксов.
  • Романское искусство Начало II тысячелетия в Европе как будто положило конец периоду нескончаемых бедствий, войн и разрухи, длившемуся более 150 лет. Феодальная раздробленность послужила причиной появления в этот период отдельных художественных школ, не противоречащих, однако, единому общеевропейскому стилю.
  • Германия сохранила и образцы светской архитектуры конца X–XIII в. – остатки императорских замков (пфальцев) и замков феодалов. Из последних можно назвать замок тюрингского, ландграфа Вартбург в Айзенахе, заложенный в 1067 г. В общем комплексе замка сохранился дворец (1190–1250; значительно переделан в XIX в.) со знаменитым «залом певцов». Древнейшая его часть Двухэтажная, с суровым наружным фасадом полукрепостного характера.
  • Готическое искусство Термин «готика» возник в эпоху итальянского Возрождения как выражение пренебрежения к искусству тех варварских племен, которые еще в V–VII вв. заселили западную Римскую империю и с которыми ассоциировался у итальянцев последний период искусства средневековья. «Реабилитировали» его только романтики в начале XIX столетия.
  • Готическое искусство Германии не так едино, как французское. На это есть целый рад причин, прежде всего слабость императорской власти, постоянная борьба феодалов с горожанами.
  • Византийское искусство Мы говорили о средневековье Западной Европы, но его нельзя понять и воспринять в отрыве от искусства Византии. В 330 г., император Константин основал город Константинополь в Малой Азии на месте древнего города Византии, который дал имя восточной части Римской империи после ее разделения в 395 г. Христианство в Византии как государственная религия положила начало формированию греко-восточного типа культуры.
  • Кватроченто Признаки новой, буржуазной культуры и зарождение нового, буржуазного мировоззрения особенно ярко проявились в XV в., в период Кватроченто. Но именно потому, что процесс сложения новой культуры и нового мировоззрения не был завершен в этот период (это произошло позже, в эпоху окончательного разложения и распада феодальных отношений), XV век полон творческой свободы, смелых дерзаний, преклонения перед человеческой индивидуальностью.
  • Высокий Ренессанс в Средней Италии С конца XV столетия Италия начинает испытывать все последствия невыгодного для нее экономического соперничества с Португалией, Испанией и Нидерландами. Северные города Европы организовывают ряд военных походов на разрозненную и теряющую свое могущество Италию. Этот трудный период вызывает к жизни идею объединения страны, идею, которая не могла не волновать лучшие умы Италии.
  • Высокий Ренессанс в Средней Италии Идеи монументального искусства Возрождения, в которых слились традиции античности и дух христианства, нашли наиболее яркое выражение в творчестве Рафаэля (1483–1520). В его искусстве обрели зрелое решение две основные задачи: пластическое совершенство человеческого тела, выражающее внутреннюю гармонию всесторонне развитой личности, в чем Рафаэль следовал античности, и сложная многофигурная композиция, передающая все многообразие мира.
  • Высокий Ренессанс в Венеции Если творчество Микеланджело во второй своей половине уже несет на себе черты новой эпохи, то для Венеции весь XVI век проходит еще под знаком Чинквеченто. Венеция, сумевшая сохранить свою независимость, дольше хранит и верность традициям Ренессанса.
  • Северный Ренессанс Северные города Европы (северные по отношению к Италии) не имели такой самостоятельности, как итальянские, они были более зависимы от власти крупного сеньора, короля или императора, от всей классически развитой системы феодализма. Это несомненно отразилось на характере культуры Северной Европы в период
  • Немецкое Возрождение На рубеже XIV–XV вв. Германия была еще более раздроблена, чем в предыдущие периоды, что содействовало живучести в ней феодальных устоев.
  • Французское Возрождение Еще в период Столетней войны начался процесс сложения французской нации, зарождения французского национального государства. Политическое объединение страны было завершено в основном при Людовике XI. К середине XV в. относится и начало французского Возрождения, на ранних стадиях еще тесно связанного с готическим искусством
  • Искусство Западной Европы в ХVII веке Великие географические открытия, начатые еще в эпоху Возрождения, за ними – колонизация Нового Света, затем победа гелиоцентрической космогонии, теории бесконечности миров должны были потрясти сознание людей, изменить их мировоззрение. Возрожденческий антропоцентризм и наивная вера в гармонию мира уже не отвечали духовным запросам человека.
  • Испанское искусство XVII века Со второй половины XV в. Испания уже была единым государством; в начале XVI в. это абсолютистское государство достигло наивысшего политического и экономического могущества в Европе. Продолжающееся завоевание Нового Света, открытие новых торговых путей превратили Испанию в самую сильную морскую державу, владеющую гигантскими колониями.
  • Фламандское искусство XVII века В XVII в. нидерландское искусство разделилось на две школы – фламандскую и голландскую – в связи с разделением самих Нидерландов в результате революции на две части: на Голландию, как стали называть семь северных провинций, освободившихся от власти Испании, и на южную часть, оставшуюся под владычеством Испании,– Фландрию (современная Бельгия).
  • Голландское искусство XVII века В XVII в. Голландия стала образцовой капиталистической страной. Она вела обширную колониальную торговлю, у нее был мощный флот, кораблестроение было одной из ведущих отраслей промышленности. Даже английские судовладельцы часто делали заказы голландским верфям.
  • Французское искусство XVII века XVII век – время формирования единого французского государства, французской нации. Во второй половине столетия Франция – самая могущественная абсолютистская держава в Западной Европе. Это и время сложения французской национальной школы в изобразительном искусстве, формирования классицистического направления, родиной которого по праву считается Франция.
  • Искусство Западное Европы в XVIII в. К середине XVII столетия умирают все «великие старики»: в 1660 г.– Веласкес, в 1665 г. – Пуссен, в 1669 г.– Рембрандт, ранее всех – в 1640 г.– Рубенс. Пришедший на смену «великим старикам» «великий век», «большой стиль Людовика XIV» –искусство пышное, величественное, велеречивое, не имеющее ничего общего с высокой духовностью Пуссена и Рембрандта, с прозорливостью и яркостью характеристик Веласкеса, с искренним, почти языческим жизнелюбием Рубенса.
  • Французское искусство XVIII века С началом нового, XVIII столетия совершенно очевидно обозначился процесс разложения французской абсолютной монархии. Смерть в 1715 г. «короля-солнца», последнее десятилетие лишь формально сохранявшего могущество, была просто завершающим событием в том длинном ряду явлений, которые подготавливали приход нового века, а с ним и новых веяний в искусстве.
  • Английское искусство XVIII века Политический и экономический расцвет Англии начинается с XVI в. В правление королевы Елизаветы Англия уже по праву считается владычицей морей. Новые морские пути и связанная с ними торговля сформировали в стране сильную буржуазию, и в XVII в. в Англии произошла революция (1640–1660).
  • Искусство Западной Европы в XIX веке Промышленным переворотом в Англии XVIII столетия и Французской революцией 1789–1794 гг. была окончательно сформирована новая эпоха и в европейской художественной культуре. По мере ее развития в новом столетии одной из главных тем в творчестве больших художников становится раскрытие трагических противоречий между гармоничной личностью и обществом
  • Испанское искусство конца XVIII – первой половины XIX века. Франсиско Гойя В Испании XVIII столетия, утратившей свое былое величие, ко двору привлекались в основном иностранные художники, и даже главой Академии искусств Сан Фернандо, учрежденной в Мадриде в 1774 г., был немецкий художник, апологет классицизма, Антон Рафаэль Менгс. Влияние Менгса, с одной стороны, и работавшего при мадридском дворе в 1767–1770 гг.
  • Английское искусство конца XVIII–XIX века События общественно-политической и экономической жизни Англии XVIII – начала XIX в. имели прямое и косвенное воздействие на английскую культуру, прежде всего на полную бунтарства романтическую поэзию Байрона и Шелли и их предшественников, на сложение английского социального романа Диккенса, Теккерея, Ш. Бронте.
  • Немецкое искусство XIX века Германия – одна из первых стран, в изобразительном искусстве которой сложился романтизм. Борьба за духовное раскрепощение, за освобождение личности, раскрытие внутреннего мира и облика художника лежит в основе раннего немецкого романтизма, противопоставившего яркую эмоциональность и острый интерес к сугубо личному, индивидуальному отвлеченно-рационалистическим идеалам классицизма.
  • Романтизм 20–30-х годов XIX века Поражение Наполеона у Ватерлоо и последовавшая за этим реставрация Бурбонов принесли лучшим умам Франции разочарования в возможном переустройстве общества, о котором еще так страстно мечтали просветители XVIII столетия. С крушением общественных идеалов разрушались и основы классицистического искусства. В адрес школы Давида все чаще слышались упреки. Рождалось новое мощное течение во французском изобразительном искусстве – романтизм.
  • Реализм середины XIX века Как могучее художественное движение реализм складывается в середине XIX столетия. Конечно, Гомер и Шекспир, Сервантес и Гёте, Микеланджело, Рембрандт или Рубенс были величайшими реалистами. Говоря о реализме середины XIX в., имеют в виду определенную художественную систему.
  • Импрессионисты Среди мастеров наиболее сильно испытавших влияние живописи Делакруа, Курбе, Домье, были в основном художники, которых в истории искусства связывают с направлением импрессионизма и постимпрессионизма.
  • Постимпрессионисты Художники, которых в истории искусства именуют постимпрессионистами – Сезанн, Ван Гог и Гоген, – не были объединены ни общей программой, ни общим методом. Они начали работать параллельно с импрессионистами и испытали их влияние. В действительности же каждый из них представляет собой яркую творческую индивидуальность, каждый оставил свой собственный след в искусстве.
  • Художественная культура XX столетия – одна из самых сложных для исследования в истории всей мировой культуры. Это и понятно, ибо ни один век не знал таких трагических социальных потрясений, таких страшных мировых войн, такого ошеломляющего научно-технического прогресса, такого широкого национально-освободительного движения
  • Изобразительное искусство XX века. Основные направления Утрату ценностных ориентиров, характерную для культуры XX столетия, легче всего проследить в изобразительных искусствах. Искусство модернизма, порывающее с традицией и считающее формальный эксперимент основой своего творческого метода, каждый раз выступает с позиций открытия новых путей, и потому именуется авангардом.
  • Особое место среди французских художников начала XX в. занимает Амедео Модильяни (1884–1920). Многое роднит его с Матиссом – лаконизм линии, четкость силуэта, обобщенность формы. Но у Модильяни нет матиссовского монументализма, его образы много камернее, интимнее (женские портреты, обнаженная натура).
  • Особое направление в абстракционизме – лучизм – возглавляли Михаил Ларионов и Наталия Гончарова. По Ларионову, все предметы видятся как сумма лучей. Задача художника – поиск и фиксация пересечения сходящихся в определенных точках лучей, т.е. красочных линий, их в живописи представляющих.
  • Термин «поп-арт» (народное, популярное искусство, а точнее – «ширпотреб-искусство») возник в 1956 г. и принадлежит критику и хранителю Музея Гугенхейма Лоуренсу Элоуэйю. Поп-арт возник в Америке как реакция на беспредметное искусство и представляет собой коллажи, комбинации из бытовых вещей на холсте.
  • Марк Шагал (1887–1985) – художник, родившийся в России, но проживший вне ее почти всю свою жизнь (около 70 лет из 98). И всю долгую жизнь он оставался верен впечатлениям детства и юности, родному дореволюционному Витебску, воспоминаниям о местечковом быте, еврейскому фольклору.

Учебный курс Детали машин и основы конструирования

Глава первая

РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Разъемными называют соединения, разборка которых происходит без нарушения целостности составных частей изделия. Разъемные соединения могут быть как подвижными, так и неподвижными. Наиболее распространенными в машиностроении видами разъемных соединений являются: резьбовые, шпоночные, шлицевые, клиновые, штифтовые и профильные.

Методы изготовления резьбы

Теория винтовой пары Зависимость между моментом затяжки и осевой силой винта.

Расчет резьбовых соединений Основным критерием работоспособности крепежных резьбовых соединений является прочность. Стандартные крепежные детали сконструированы равнопрочными по следующим параметрам: по напряжениям среза и смятия в резьбе, напряжениям растяжения в нарезанной части стержня и в месте перехода стержня в головку. Поэтому для стандартных крепежных деталей в качестве главного критерия работоспособности принята прочность стержня на растяжение, и по ней ведут расчет болтов, винтов и шпилек. Расчет резьбы на прочность выполняют в качестве проверочного лишь для нестандартных деталей.

Шпоночные соединения широко применяют во всех отраслях машиностроения

Расчет шпоночных соединений Проверочный расчет ненапряженных шпоночных соединений проводят на смятие боковых поверхностей и срез по поперечному сечению.

Глава вторая. Механические передачи

  • В первой главе была представлена структурная схема машины, в которой передаточный механизм чаще всего, состоит из механических передач. Там же разобраны общие параметры, кинематические и энергетические характеристики передач и приводов машин.
  • В этой главе рассмотрим основные конструкции механических передач, которые наиболее часто применяются в общем машиностроении.
  • Материалы, конструкция цилиндрических колес и методы образования зубьев
  • Критерии работоспособности зубчатых колес и расчетная нагрузка
  • Расчет цилиндрических передач на прочность. Приведенная в этом параграфе методика расчета эвольвентных зубчатых передач в основном соответствует стандарту, но содержит некоторые упрощения, которые не оказывают существенного влияния на результаты расчетов, и необходимы с точки зрения учебного процесса.
  • Конические зубчатые передачи
  • Червячной  передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между валами со скрещивающимися осями.
  • Силы в червячном зацеплении. КПД
  • Тепловой расчет и смазывание червячных передач. Механическая энергия, потерянная в передачах, переходит в тепловую, вызывающую нагрев деталей и масла. Ввиду невысокого КПД червячные передачи работают с большим тепловыделением. Однако нагрев масла до температуры свыше 95° приводит к резкому снижению его вязкости и защитных свойств и, следовательно, к появлению опасности заедания передачи. Поэтому температура масла в картере передачи не должна превышать допускаемую [tм] = 70...90 °С в зависимости от сорта масла.
  • Ременной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения при помощи шкивов, закрепленных на валах, и бесконечной гибкой связи — приводного ремня, охватывающего шкивы
  • Зубчато-ременные передачи — весьма перспективный вид передач для приводов машин.
  • Цепной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между параллельными валами при помощи двух жесткозакрепленных на них зубчатых колес — звездочек и надетой на них бесконечной цепи
  • Вращающиеся детали машин (зубчатые колеса, шкивы, звездочки и др.) размещают на валах и осях. Валы предназначены для передачи вращающего момента вдоль своей оси. Силы, возникающие при передаче вращающего момента, вызывают напряжения кручения и изгиба, а иногда напряжения растяжения или сжатия.
  • Если на выходных участках валов это условие невыполнимо, то шпоночный паз фрезеруют «на проход». При установке на валу нескольких шпонок их следует располагать в одной плоскости и предусматривать для них по возможности одинаковую ширину пазов при соблюдении условий прочности шпоночных соединений. Это позволяет обрабатывать пазы без изменения положения вала и одним инструментом.
  • Валы и вращающиеся оси монтируют на опорах, которые определяют положение вала или оси, обеспечивают вращение, воспринимают нагрузки и передают их основанию машины. Основной частью опор являются подшипники, которые могут воспринимать радиальные, радиально-осевые и осевые нагрузки; в последнем случае опора называется подпятником, а подшипник носит название упорного.
  • Смазывание и расчет подшипников скольжения В процессе работы подшипников скольжения может происходить абразивный износ вкладышей и цапф, заедание вследствие нагрева подшипника и усталостное изнашивание при пульсирующих нагрузках.
  • Подшипники качения Подшипники, работающие по принципу трения качения, называются подшипниками качения. В настоящее время такие подшипники имеют наибольшее распространение. Подшипники качения стандартизованы и в массовых количествах выпускаются специализированными заводами. Подшипники качения изготовляют в большом диапазоне типоразмеров с наружным диаметром от 2 мм до 2,8 м и массой от долей грамма до нескольких тонн.
  • Подбор подшипников качения В процессе эксплуатации подшипников качения может происходить усталостное изнашивание дорожек качения в результате многократного циклического контактного нагружения. В результате действия ударных нагрузок, а также вибрационных нагрузок при невращающемся подшипнике (например, при транспортировке машины) или три больших перегрузках на дорожках качения могут возникать пластические деформации  в виде вмятин (бринеллирование).
  • Конструирование подшипниковых узлов Работоспособность подшипников качения в значительной степени зависит от рациональности конструкции подшипникового узла, качества его монтажа и регулировки.
  • Муфтами в технике называют устройства, которые служат для соединения концов валов, стержней, труб, электрических проводов и т. д. Рассмотрим только муфты для соединения валов. Потребность в соединении валов связана с тем, что большинство машин компонуют из ряда отдельных частей с входными и выходными валами, которые соединяют с помощью муф

Молекулярная физика и термодинамика

  • Физические основы термодинамики Термодинамика, как и молекулярная физика, занимается изучением физических процессов, происходящих в макроскопических системах, т.е. в телах, содержащих огромное число микрочастиц, взаимодействующих друг с другом и внешними телами.
  • Молекулярная физика и термодинамика изучают один и тот же круг явлений, а именно макроскопические процессы в телах, т.е. такие явления, которые связаны с колоссальным количеством содержащихся в телах атомов и молекул. Но эти разделы физики, взаимно дополняя друг друга, отличаются различными подходами к изучаемым явлениям.
  • Предмет термодинамики: объекты и явления физики и химии, которые являются макроскопическим результатом событий в микромире, например диффузия, растворение, охлаждение, нагревание, плавление, испарение и т. д.
  • В соответствии со вторым началом термодинамики все мыслимые процессы могут быть разделены на два типа: процессы, которые реально никогда не происходят, хотя не противоречат первому началу термодинамики (например, самопроизвольное охлаждение изолированного тела с эквивалентным увеличением его кинетической энергии); процессы, которые могут быть реализованы.
  • Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа Пусть в сосуде в виде куба со стороной l находится N молекул. Рассмотрим движение одной из молекул
  • Распределение Максвелла по модулю скорости молекул Обозначим через dNv число молекул, скорости которых лежат в интервале от v до v+dv, тогда dNv/N – характеризует относительное число этих молекул. Принято вводить функцию распределения молекул по скоростям
  • Удельная теплоемкость - физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой в 1 кг на 1°C.
  • Явления переноса До сих пор мы рассматривали исключительно равновесные системы, характеризующиеся при постоянных внешних условиях неизменностью параметров (Р, V, T, ) во времени и отсутствием в системе потоков вещества, энергии, импульса.
  • Работа газа при изменении его объема
  • Круговые процессы (циклы) Процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное состояние называется круговым процессом или циклом. На диаграмме процессов цикл изображается замкнутой кривой
  • Реальные газы. Фазовые переходы Силы и потенциальная энергия межмолекулярных взаимодействий
  • Примеры решения задач  Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов Задача 1. Определить, сколько киломолей и молекул водорода содержится в объеме 50 м3 под давлением 767 мм рт. ст. при температуре 18°С. Какова плотность и удельный объем газа?
  • Задача. Чему равны средние кинетические энергии поступательного и вращательного движения молекул, содержащихся в 2 кг водорода при температуре 400 К.
  • Задача. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул водорода <λ> = 2,5 см при температуре 68°С? Диаметр молекул водорода принять равным d = 2,3·10 –10 м.
  • Вычислить массу столба воздуха высотой 1 км и сечением 1 м2
  • Молекулярный пучок кислорода ударяется о неподвижную стенку. После соударения молекулы отражаются от стенки с той же по модулю скоростью. Определить давление пучка на стенку, если скорость молекул 500 м/с и концентрация молекул в пучке 5·10 24  м -3.
  • Кислород массой m = 2 кг занимает объем V1 = 1 м3 и находится под давлением р1 = 0,2 МПа. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объема V2 = 3 м3, а затем при постоянном объеме до давления р3 = 0,5 МПа. Найти изменение ΔU внутренней энергии газа, совершенную им работу А и количество теплоты Q, переданное газу. Построить график процесса.
  • Уравнение динамики поступательного движения тела
  • Кислород массой 1 кг совершает цикл Карно. При изотермическом расширении газа его объём увеличивается в 2 раза, а при последующем адиабатическом расширении совершается работа 3000 Дж. Определить работу, совершенную за цикл.
  • Горячая вода некоторой массы отдает теплоту холодной воде такой же массы, и температуры их становятся одинаковыми. Показать, что энтропия при этом увеличивается.
  • Кинематика Основные формулы
  • Зависимость пройденного телом пути S от времени
  • Мерой инертности твердого тела при вращательном движении является момент инерции
  • Канат лежит на столе так, что часть его свешивается со стола, и начинает скользить тогда, когда длина свешивающейся части составляет 25% всей его длины. Чему равен коэффициент трения каната о стол?
  • Камень бросили под углом α = 60о к горизонту со скоростью υ0=15 м/с. Найти кинетическую, потенциальную и полную энергию камня: 1) спустя одну секунду после начала движения; 2) в высшей точке траектории. Масса камня m = 0,2 кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.
  • Пуля, летящая горизонтально, попадает в шар, подвешенный на лёгком жёстком стержне, и застревает в нём. Масса пули в 1000 раз меньше массы шара. Расстояние от точки подвеса стержня до центра шара равно 1 м. Найти скорость пули, если известно, что стержень с шаром отклонился от удара на угол 10о.
  • Маховое колесо, имеющее момент инерции 245 кг∙м2, вращается с частотой 20 об/с. Через минуту после того, как на колесо перестал действовать вращающий момент, оно остановилось. Найти: 1) момент сил трения; 2) число оборотов, которое сделало колесо до полной остановки после прекращения действия сил.
  • Точка совершает гармоническое колебание. Период колебаний 2 с, амплитуда 50 мм, начальная фаза равна нулю. Найти скорость точки в момент времени, когда ее смещение от положения равновесия равно 25 мм.
  • Шар массой m = 1 кг, катящийся без скольжения, ударяется о стенку и откатывается от нее. Скорость шара до удара о стенку υ = 10 см/с, после удара 8 см/с. Найти количество тепла Q, выделившееся при ударе.
  • Амплитуда гармонических колебаний
  • Период затухающих колебаний
  • Основы молекулярной физики и термодинамики
  • Чему равны средние кинетические энергии поступательного и вращательного движения молекул, содержащихся в 2 кг водорода при температуре 400 К.
  • Задача. Определить, сколько киломолей и молекул водорода содержится в объеме 50 м3 под давлением 767 мм рт. ст. при температуре 18°С. Какова плотность и удельный объем газа?
  • Определить плотность разреженного азота, если средняя длина свободного пробега молекул 10 см. Какова концентрация молекул?
  • Определить скорость вылета поршня массой 4 кг из цилиндра при адиабатном расширении кислорода в 40 раз, если начальное давление воздуха 107 Па, а объем 0,3 л.
  • Определить удельные теплоемкости ср, сv, для смеси 1 кг азота и 1 кг гелия.
  • В результате изотермического расширения объем 8 г кислорода увеличился в 2 раза. Определить изменение энтропии газа.
  • Кислород массой m = 2 кг занимает объем V1 = 1 м3 и находится под давлением р1 = 0,2 МПа. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объема V2 = 3 м3, а затем при постоянном объеме до давления р3 = 0,5 МПа. Найти изменение ΔU внутренней энергии газа, совершенную им работу А и количество теплоты Q, переданное газу. Построить график процесса.
  • Лед массой 2 кг, находящийся при температуре –10°С, нагрели и превратили в пар. Определить изменение энтропии.
  • Найдите внутреннюю энергию воздуха S = 1 м2 , h = 8,31 км
  • Два шарика r1 = 4 см и r2 = 2 см, нагретые до T0 = 1000К, находятся в вакууме на расстоянии d0 = 0.6 м. Между шарами помещена небольшая пластинка ( r0 << d0 ). Найти на каком расстоянии α от первого шарика надо поместить пластину, чтобы температура ее была бы наименьшей.
  • Идеальный 3х атомный газ. Найти изменение энтропии при изменении объема.
  • Маленький шарик, обладающий свойствами черного тела нагрет до температуры T = 6000К
  • Бесконечная прямолинейная тонкая лента шириной 4 см заряжена с поверхностной плотностью
  • Лодка массой 200 кг стоит на некотором удалении S0 от берега высотой h = 6 м …Найти работу по перемещению лодки
  • Длинный прямой цилиндрический стержень квадратного сечения. Найти E электрического поля на поверхности стержня в точках, равноудаленных от его ребер.
  • Идеальный газ в количестве 2 моль совершает процесс
  • Механические и электромагнитные колебания Гармонические колебания и их характеристики Колебаниями называются движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени. Колебательные процессы широко распространены в природе и технике, например качание маятника часов, переменный электрический ток и т. д. При колебательном движении маятника изменяется координата его центра масс, в случае переменного тока колеблются напряжение и ток в цепи. Физическая природа колебаний может быть разной, поэтому различают колебания механические, электромагнитные и др
  • Переменный ток Установившиеся вынужденные электромагнитные колебания можно рассматривать как протекание в цепи, содержащей резистор, катушку индуктивности и конденсатор, переменного тока. Переменный ток можно считать квазистационарным, т. е. для него мгновенные значения силы тока во всех сечениях цепи практически одинаковы, так как их изменения происходят достаточно медленно, а электромагнитные возмущения распространяются по цепи со скоростью, равной скорости света. Для мгновенных значений квазистационарных токов выполняются закон Ома и вытекающие из него правила Кирхгофа, которые будут использованы применительно к переменным токам (эти законы уже использовались при рассмотрении электромагнитных колебаний).
  • Упругие волны Волновые процессы. Продольные и поперечные волны Колебания, возбужденные в какой-либо точке среды (твердой, жидкой или газообразной), распространяются в ней с конечной скоростью, зависящей от свойств среды, передаваясь от одной точки среды к другой. Чем дальше расположена частица среды от источника колебаний, тем позднее она начнет колебаться. Иначе говоря, фазы колебаний частиц среды и источника тем больше отличаются друг от друга, чем больше это расстояние. При изучении распространения колебаний не учитывается дискретное (молекулярное) строение среды и среда рассматривается как сплошная, т. е. непрерывно распределенная в пространстве и обладающая упругими свойствами.
  • Электромагнитные волны Экспериментальное получение электромагнитных волн Существование электромагнитных волн — переменного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве с конечной скоростью, — вытекает из уравнений Максвелла . Уравнения Максвелла сформулированы в 1865 г. на основе обобщения эмпирических законов электрических и магнитных явлений. Как уже указывалось, решающую роль для утверждения максвелловской теории сыграли опыты Герца (1888), доказавшие, что электрические и магнитные поля действительно распространяются в виде воли, поведение которых полностью описывается уравнениями Максвелла.
  • Элементы геометрической и электронной оптики Основные законы оптики. Полное отражение
  • Взаимодействие электромагнитных волн с веществом
  • Теория атома водорода по Бору Модели атома Томсона и Резерфорда Представление об атомах как неделимых мельчайших частицах вещества («атомос» — неразложимый) возникло еще в античные времена (Демокрит, Эпикур, Лукреций). В средние века, во времена безграничного господства церкви, учение об атомах, будучи материалистическим, естественно, не могло получить признания, а тем более дальнейшего развития. К началу XVIII в. атомистическая теория приобретает все большую популярность, так как к этому времени в работах А. Лавуазье (1743—1794, французский химик), М. В. Ломоносова и Д. Дальтона была доказана реальность существования атомов. Однако в это время вопрос о внутреннем строении атомов даже не возникал, так как атомы по-прежнему считались неделимыми.
  • Элементы современной физики атомов и молекул Атом водорода в квантовой механике Решение задачи об энергетических уровнях электрона для атома водорода (а также водородоподобных систем: иона гелия Не+, двукратно ионизованного лития Li++ и др.) сводится к задаче о движении электрона в кулоновском поле ядра.
  • Элементы физики твердого тела Понятие о зонной теории твердых тел Используя уравнение Шредингера — основное уравнение динамики в нерелятивистской квантовой механике, — в принципе можно рассмотреть задачу о кристалле, например найти возможные значения его энергии, а также соответствующие энергетические состояния. Однако как в классической, так и в квантовой механике отсутствуют методы точного решения динамической задачи для системы многих частиц. Поэтому эта задача решается приближенно сведением задачи многих частиц к одноэлектронной задаче об одном электроне, движущемся в заданном внешнем поле. Подобный путь приводит к зонной теории твердого тела.
  • Размер, состав и заряд атомного ядра. Массовое и зарядовое числа
  • Ядерные реакции и их основные типы Ядерные реакции — это превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами (в том числе и с g-квантами) или друг с другом. Наиболее распространенным видом ядерной реакции является реакция, записываемая символически следующим образом
  • Тепловое излучение и его характеристики Тела, нагретые до достаточно высоких температур, светятся. Свечение тел, обусловленное нагреванием, называется тепловым (температурным) излучением. Тепловое излучение, являясь самым распространенным в природе, совершается за счет энергии теплового движения атомов и молекул вещества (т. е. за счет его внутренней энергии) и свойственно всем телам при температуре выше 0 К. Тепловое излучение характеризуется сплошным спектром, положение максимума которого зависит от температуры. При высоких температурах излучаются короткие (видимые и ультрафиолетовые) электромагнитные волны, при низких — преимущественно длинные (инфракрасные).

Электрические машины. Трансформаторы, двигатели, генераторы

  • Классификация электрических машин Использование электрических машин в качестве генераторов и двигателей является их главным применением, так как связано исключительно с целью взаимного преобразования электрической и механической энергии. Применение электрических машин в различных отраслях техники может иметь и другие цели. Так, потребление электроэнергии часто связано с преобразованием переменного тока в постоянный или же с преобразованием тока промышленной частоты в ток более высокой частоты. Для этих целей применяют электромашинные преобразователи.
  • Устройство трансформаторов Современный трансформатор состоит из различных конструктивных элементов: магнитопровода, обмоток, вводов, бака и др. Магнитопровод с насаженными на его стержни обмотками составляет активную часть трансформатора. Остальные элементы трансформатора называют неактивными (вспомогательными) частями. Рассмотрим подробнее конструкцию основных частей трансформатора.
  • Векторная диаграмма трансформатора Воспользовавшись схемой замещения приведенного трансформатора и основными уравнениями напряжений и токов (1.34), построим векторную диаграмму трансформатора, наглядно показывающую соотношения и фазовые сдвиги между токами, ЭДС и напряжениями трансформатора
  • Переходные процессы в трансформаторах Переходные процессы при включении и при внезапном коротком замыкании трансформаторов
  • Трансформатор для дуговой электросварки, обычно называемый сварочным трансформатором, представляет собой однофазный двухобмоточный понижающий трансформатор, преобразующий напряжение сети 220 или 380 В в напряжение 60-70 В, необходимое для надежного зажигания и устойчивого горения электрической дуги между металлическим электродом и свариваемыми деталями.
  • Трансформаторы для автоматических устройств Импульсные трансформаторы. Применяются в устройствах импульсной техники для изменения амплитуды импульсов, исключения постоянной составляющей, размножения импульсов и т. п. Одно из основных требований, предъявляемых к импульсным трансформаторам, — минимальное искажение формы трансформируемых импульсов.
  • Холостой ход трансформатора Под холостым ходом трансформатора понимается режим его работы при разомкнутой вторичной обмотке. В этих условиях трансформатор со стороны первичной обмотки во всем подобен катушке со стальным сердечником.
  • Опыт короткого замыкания По данным опыта короткого замыкания определяются потери короткого замыкания Рк, которые могут быть приняты равными электрическим потерям в обмотках, и параметры трансформатора, к которым приходится обращаться при решении многих практических задач.
  • Расчет тока холостого хода
  • Трехобмоточный трансформатор  Большие трансформаторы, устанавливаемые в начале или конце длинных линий электропередачи и иногда на мощных промежуточных подстанциях, часто выполняются с тремя обмотками на каждую фазу, причем одна из них обычно служит в качестве первичной, а две другие – в качестве вторичных
  • Трансформаторы специального назначения
  • Измерительные трансформаторы.
  • Пример анализа электрического состояния трёхфазной цепи графическим методом.
  • Асинхронные машины Основными частями машины являются статор и ротор. Их сердечники собираются из листов электротехнической стали, которые до сборки обычно покрываются с обеих сторон специальным лаком.
  • Режимы работы машин двигателем, тормозом и генератором
  • Векторная диаграмма асинхронного двигателя
  • Вращающий момент в асинхронной машине, как отмечалось, создается в результате взаимодействия вращающегося поля и токов, наведенных им в обмотке ротора. Его значение можно найти, исходя из закона электромагнитных сил.
  • Рабочие характеристики двигателей
  • Регулирование скорости вращения Асинхронные двигатели обычно применяются для электроприводов, которые работают с постоянной частотой вращения. Но иногда они применяются для регулируемых электроприводов. Рассмотрим возможные способы регулирования частоты вращения.
  • Однофазные асинхронные двигатели. Как отмечалось, однофазные асинхронные двигатели в настоящее время выполняются главным образом как малые машины на мощности, редко превышающие 0,5 кBт.
  • Двухфазные двигатели. Пуск в ход однофазных двигателей 
  • Асинхронный преобразователь частоты Электрическую энергию на заводах, фабриках, при строительных работах, в шахтах, сельском хозяйстве обычно получают от сети трехфазного тока нормальной частоты 50 Гц. Для преобразования тока в другую частоту может быть использован асинхронный преобразователь частоты, представляющий собой асинхронную машину с контактными кольцами, приводимую во вращение каким-либо двигателем. Приводным двигателем обычно служит короткозамкнутый асинхронный двигатель.
  • Генераторы переменного тока, работающие на электрических станциях, в большинстве случаев являются синхронными машинами. Эти машины применяются также в качестве двигателей. Наибольшее распространение получили трехфазные генераторы и двигатели.
  • Трехфазный синхронный генератор. Симметричная нагрузка   Рассмотрим здесь работу трехфазного синхронного генератора при симметричной нагрузке, когда векторы фазных токов равны по величине и сдвинуты по фазе на 120°. При этом будем иметь в виду одиночную работу генератора, когда он работает на свою собственную сеть независимо от других синхронных машин. 
  • Индукционная нагрузочная характеристика
  • Однофазный синхронный генератор   Однофазные синхронные машины по сравнению с трехфазными имеют ряд недостатков. К основным из них нужно отнести большие размеры и большую стоимость при одной и той же мощности. Поэтому на практике однофазные синхронные машины применяются крайне редко. В настоящее время во многих случаях, когда необходим однофазный ток, его берут от трехфазных линий.
  • Синхронный двигатель  Переход машины от работы генератором к работе двигателем.
  • Реактивная машина  Как указывалось, реактивной машиной называется явнополюсная синхронная машина, работающая без возбуждения постоянным током (при Е0 = 0).
  • Потери и коэффициент полезного действия
  • Машины постоянного тока – генераторы и двигатели – находят себе широкое применение в современных электроустановках. Они выполняются с неподвижными полюсами и вращающимся якорем.
  • Электродвижущие силы коммутируемой секции
  • Система "генератор – двигатель". Иногда в специальных случаях применяют отдельный генератор для питания двигателя, скорость вращения которого нужно регулировать в широких пределах.
  • Электромашинные преобразователи тока Для преобразования электрической энергии одного вида в другой наряду со статическими устройствами (трансформаторы, ионные и электронные преобразователи, различные выпрямители) применяются электрические машины.