№1 Электростатика – раздел физики, изучающий электрические заряды тел и их взаимодействие между собой. Закон Кулона: «сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними»: F = k·׀Q1·Q2׀/r². (Кл). Закон сохранения заряда: «алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы остаётся неизменной, какие бы процессы не происходили внутри этой системы». Электрическое поле – поле, посредством которого взаимодействуют электрические заряды. Напряжённость эл. поля – векторная величина, равная отношению силы, действующей на положительный точечный заряд, помещённый в данную точку, к этому заряду. Е=1/ 4πε0·q1/r² (Н/Кл, В/м).
№2 Работа по перемещению заряда в электрическом поле: работа сил электрического поля представляют разностью потенциальных энергий, которыми обладает точечный заряд в начальной и конечной точках поля заряда. А12=1/4πε0·qq0/r1-1/4πε0·qq0/r2 = U1-U2. Потенциал – физическая величина, определяемая потенциальной энергией единичного положительного заряда, помещённого в эту точку: φ= 1/4πε0·q/r. Потенциал – физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки в бесконечность: φ=Абесконечность/q0 (В). Разность потенциалов двух точек 1 и 2 – работа, совершаемая силами поля, при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2: φ1-φ2 = интеграл от 1 до 2 по Еdl = интеграл от 1 до 2 по Еldl.
№ 3 Проводники – тела, в которых электрический заряд может перемещаться по всему его объёму. Виды: проводники 1-го рода (металлы) – перенесение в них зарядов (свободных электронов) не сопровождается химическими превращениями, проводники 2-го рода (растворы кислот) – перенесение в них зарядов (положительных и отрицательных ионов) ведёт к химическим изменениям. Диэлектрики (стекло) – тела, в которых практически отсутствуют свободные заряды. Полупроводники (кремний) – занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Поляризация – процесс ориентации диполей или появления под действием электрического поля ориентированных по полю диполей. Электроннаяполяризация (деформационная) с неполярными молекулами заключается в возникновении у атомов индуцированного дипольного момента за счёт деформации электронных орбит. Ориентационная поляризация (дипольная) с полярными молекулами заключается в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю. Эта ориентация тем сильнее, чем больше напряжённость электрического поля и ниже температура. Диэлектрическая проницаемость – величина, показывающая, во сколько раз поле ослабляется диэлектриком, характеризуя количественно свойство диэлектрика поляризоваться в электрическом поле.
№ 4 Электроёмкость определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу С = q/φ. Она зависит от формы и размеров проводника, но не от заряда и потенциала. Конденсатор – устройство, обладающее способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды, то есть обладать большой ёмкостью. Он состоит из 2-х проводников, разделённых диэлектриком (2 плоские пластины, 2 цилиндра, 2 сферы). В зависимости от формы проводников конденсаторы бывают плоские, цилиндрические и сферические. Ёмкость плоского конденсатора – физическая величина, равная отношению заряда, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов между его проводниками: С = q / (φ1-φ2). Соединения конденсаторов: 1) параллельное (φА - φБ = const, U1=U2=…=Un, q=q1+q2+…+qn, C = ΣCi).
2) последовательное (U = q/C = U1+U2+…+Un, q=СU=C1U1=CnUn, 1/C = Σ1/Ci, ∆φ = Σ∆φi).
№ 5 Постоянный ток – ток, сила и направление которого не изменяются со временем: I=q/t. (А). Плотность тока – физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через поперечное сечение проводника , перпендикулярного направлению тока: j = I/S (А/м²). Закон Ома для участка цепи: «сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению участка» I=U/R (А). Соединения сопротивлений: 1) параллельное (I=I1+In, U=Un, 1/R=1/R1+1/Rn), 2) последовательное (I=In, U=U1+Un, R=R1=Rn).
№ 6 Закон Ома для полной замкнутой цепи: «сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи». I = Е/(R+r). Е-электродвижущая сила - отношение работы сторонних сил по перемещению заряда вдоль контура к величине этого заряда. Работа электрического тока: А = UIt = Uq = I²Rt (Вт·ч) – произведение силы тока на напряжение и на время протекания тока по цепи. Мощность тока: P = A/t = IU (Вт) – отношение совершённой работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена.
№ 7 Электролитическая диссоциация – распад молекулы растворённого вещества в результате взаимодействия их с молекулами растворителя (рекомбинация). Степень диссоциации молекул – отношение числа диссоциированных молекул к общему числу растворённых молекул в растворе: α = n/n0. Она зависит от: 1) природы электролита и растворителя, 2) температуры: она прямо пропорциональна Т, 3) концентрации: она обратно пропорциональна С. Слабые растворы почти полностью диссоциированы. Электролиз: положительные катионы подходят к катоду, получают от него недостающие электроны и выделяются на катоде в виде нейтральных атомов. Отрицательные анионы отдают аноду лишний электрон и выделяются в виде нейтральных атомов (радикалы). Ионы металла покрывают металлическим слоем. Ионы газа выделяются. Явление электролиза – выделение на электродах вещества электролита в результате разложения вещества электрическим током. Законы Фарадея: I з-н: «количество вещества, выделившееся на электроде пропорционально заряду или количеству электричества, прошедшему через электролит»: m=kq. II з-н: «электрохимический эквивалент пропорционален химическому эквиваленту, то есть прямо пропорционален атомному весу и обратно пропорционален числу, выражающему его химическую валентность»: k=χ/F, χ-химический эквивалент (каппа): χ=A/z, А-атомный вес, z-валентность. Объединённый з-н Фарадея: m= 1/F·A/z·q, (m = 1/F·A/z·It). F - число Фарадея, F= 96500. Это количество электричества, прошедшее через электролит, если на электродах выделится вещество в количестве, равном одному химическому эквиваленту.
№8Клетка — основная биологическая структурная единица, элементарная живая система. В клетке происходит: 1) Химич. метаболизм и биосинтез, 2) Аккумуляция энергии и её преобразование из химич молекулы АТФ в химич. и механич. работы. Все энергетические и биосинтетические функции клетки возможны в открытых неодноместных системах: 1) внутри клетки должен сохраняться определённый химич. состав и структура, то есть она должна быть упразднена от внешней среды, 2) но должен происходить транспорт веществ в клетку и из клетки. Обе эти функции выполняет биологическая мембрана – полупроницаемая мембрана, отделяющая клетку от внешней среды. Мембрана не является пассивной оболочкой. Она принимает прямое и очень важное участие во всех функциях клетки. Мембрана – двойной липидный слой, в котором имеются одиночные белковые молекулы. Молекула липида состоит из отрицательной или положительной гидрофильной головки и нейтрального гидрофобного хвоста. Белки похожи на липидный слой. Степень погружения белков различна. 20-30% поверхности мембраны свободны от белков. В мембране имеются каналы, через которые происходит диффузия молекул и ионов. Перенос веществ может происходить без затраты энергии клетки (пассивный транспорт) и за счёт энергии, выделяемой в клетке молекулами АТФ (активный транспорт). Пассивный транспорт обусловлен осмосом, диффузией и облегчённой диффузией. p = g·q·h – осмотическое давление. Проникновение растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку называется осмосом. Давление, которое растворённое вещество оказывает на полупроницаемую перегородку, назыв. осмотическим и определяется формулой Вант-Гоффа: pосм. = с·RT/M. c – концентрация раствора. Растворы с одинаковыми осмотич. давлениями назыв. изотоническими. Высокое осмотич. давление назыв. гипертоническим, а меньшее – гипотоническим. Диффузия - явление самопроизвольного переноса вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией. В клетках и тканях ускорение свободной диффузии достигается увеличением поверхности переноса и градиента концентрации. Облегчённая диффузия – диффузия через липидный бислой в с помощью переносчиков или через каналы. Перенос молекул и ионов против электрохимического градиента, осуществляемый клеткой за счет энергии метаболических процессов, называют активным транспортом. Активный транспорт присущ только биологическим мембранам, благодаря ему в течение всей жизни организма сохраняется пространственная гетерогенность (отличие внутриклеточной среды от внеклеточной, отличие одних клеток от других). Активный перенос вещества через мембрану происходит за счет свободной энергии, высвобождающейся в ходе химических реакций внутри клетки.
№ 1. Гидродинамика. Ур-ние неразрывности потока. Ур-ние Бернулли. Работа пульверизатора и водоструйного насоса
Гидродинамика – раздел механики, изучающ дв-ие несжимаемой жидкости и её взаимодейств с окружающ твёрдыми телами. Идеальная жидкость – несжимаемая жидкость, плотность которой во всех точках потока остаётся постоянной; не вязкая жидкость, пренебрегают трением слоёв жидкости. Линия, касательная, в каждой точке, которая указывает направлен скорости жидкости в этой точке наз.–линией тока. Линии тока не пересек-ся между собой. Если вектор скорости остаётся постоянным в кажд точке пространства, то такое течение наз-ся стационарным. Часть жидкости, ограниченная линиями тока наз. – трубкой тока.