Термодина́мика — раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем и способы передачи и превращения энергии в таких системах.
Фи́зика твёрдого те́ла — раздел физики конденсированного состояния, задачей которого является описание физических свойств твёрдых тел с точки зрения их атомного строения. Интенсивно развивалась в XX веке после открытия квантовой механики. Развитие стимулировалось широким спектром важных задач прикладного характера, в частности, развитием полупроводниковой техники.
Ве́кторное простра́нство — математическая структура, представляющая собой набор элементов, называемых векторами, для которых определены операции сложения друг с другом и умножения на число — скаляр. Эти операции подчинены восьми аксиомам. Скаляры могут быть элементами вещественного, комплексного или любого другого поля чисел. Частным случаем подобного пространства является обычное трёхмерное евклидово пространство, векторы которого используются, к примеру, для представления физических сил. При этом вектор как элемент векторного пространства не обязательно должен быть задан в виде направленного отрезка. Обобщение понятия «вектор» до элемента векторного пространства любой природы не только не вызывает смешения терминов, но и позволяет уяснить или даже предвидеть ряд результатов, справедливых для пространств произвольной природы.
, в широком смысле — соответствие, неизменность (инвариантность), проявляемые при каких-либо изменениях, преобразованиях. Так, например, сферическая симметрия тела означает, что вид тела не изменится, если его вращать в пространстве на произвольные углы. Двусторонняя симметрия означает, что правая и левая сторона относительно какой-либо плоскости выглядят одинаково.
Атмосфе́ра — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией. Поскольку не существует резкой границы между атмосферой и межпланетным пространством, то обычно атмосферой принято считать область вокруг небесного тела, в которой газовая среда вращается вместе с ним как единое целое. Толщина атмосферы некоторых планет, состоящих в основном из газов, может быть очень большой.
Вну́тренняя эне́ргия — энергия термодинамической системы в системе отсчета её центра масс. Принято в физике сплошных сред, термодинамике и статистической физике для той части полной энергии термодинамической системы, которая не зависит от выбора системы отсчета и которая в рамках рассматриваемой задачи может изменяться. То есть для равновесных процессов в системе отсчета, относительно которой центр масс рассматриваемого макроскопического объекта покоится, изменения полной и внутренней энергии всегда совпадают. Перечень составных частей полной энергии, входящих во внутреннюю энергию, непостоянен и зависит от решаемой задачи. Иначе говоря, внутренняя энергия — это не специфический вид энергии, а совокупность тех изменяемых составных частей полной энергии системы, которые следует учитывать в конкретной ситуации.
Выпуклое множество в аффинном или векторном пространстве — множество, в котором все точки отрезка, образуемого любыми двумя точками данного множества, также принадлежат данному множеству.
Колонизация космоса — гипотетическое создание автономных человеческих поселений вне Земли.
Класси́ческая фи́зика — физика до появления квантовой теории и теории относительности. Основы классической физики были заложены в Эпоху Возрождения рядом учёных, из которых особенно выделяют Ньютона — создателя классической механики.
Второ́е нача́ло термодина́мики устанавливает существование энтропии как функции состояния термодинамической системы и вводит понятие абсолютной термодинамической температуры, то есть «второе начало представляет собой закон об энтропии» и её свойствах. В изолированной системе энтропия либо остаётся неизменной, либо возрастает, достигая максимума при установлении термодинамического равновесия. Встречающиеся в литературе различные формулировки второго начала термодинамики являются частными следствиями закона возрастания энтропии.
Термодинами́ческая систе́ма — физическое тело (совокупность тел), способное (способных) обмениваться с другими телами (между собой) энергией и (или) веществом; выделяемая (реально или мысленно) для изучения макроскопическая физическая система, состоящая из большого числа частиц и не требующая для своего описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц, «часть Вселенной, которую мы выделяем для исследования». Единицей измерения числа частиц в термодинамической системе обычно служит число Авогадро (примерно 6·1023 частиц на моль вещества), дающее представление, о величинах какого порядка идёт речь. Ограничения на природу материальных частиц, образующих термодинамическую систему, не накладываются: это могут быть атомы, молекулы, электроны, ионы, фотоны и т. д.. Любой земной объект, видимый невооружённым глазом или с помощью оптических приборов (микроскопы, зрительные трубы и т. п.), можно отнести к термодинамическим системам: «Термодинамика занимается изучением макроскопических систем, пространственные размеры которых и время существования достаточны для проведения нормальных процессов измерения». Условно к макроскопическим системам относят объекты с размерами от 10−7 м (100 нм) до 1012 м.
Термодинамическое состояние — совокупность макроскопических параметров, характеризующих состояние термодинамической системы. Выбор параметров конкретной термодинамической системы зависит от целей исследования, связь между параметрами носит название уравнения состояния. Количество независимых параметров, выделяемых среди всех описывающих термодинамическое состояние, называется числом термодинамических степеней свободы. Термодинамические состояния делятся на равновесные и неравновесные, изучаемыми в рамках соответствующих теорий.
Кле́тка — структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов, обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Все живые организмы либо состоят из множества клеток, либо являются одноклеточными организмами. Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии. Также принято говорить о биологии клетки, или клеточной биологии.
Физическая система — объект физических исследований, такое множество взаимосвязанных элементов, отделённых от окружающей среды, что взаимодействует с ней, как целое. При этом под элементами следует понимать физические тела или другие физические системы. Взаимодействие физической системы с окружением, а также связь между отдельными составляющими физической системы реализуется с помощью фундаментальных физических взаимодействий, или взаимодействий, которые сводятся к фундаментальным. Выделение конкретной физической системы из окружения зависит от конкретных целей и задач исследований.
Техни́ческая термодина́мика — раздел термодинамики, занимающийся приложениями законов термодинамики в теплоэнергетике и теплотехнике. В технической термодинамике рассматривают:
- технические приложения основных принципов термодинамики к процессам преобразования теплоты в работу или, наоборот, работы в теплоту в тепловых машинах — двигателях, турбинах, компрессорах, холодильниках и т. д.; рассматриваются теоретические основы работы тепловых машин и оценки эффективности их рабочих процессов.
- методы прямого преобразования теплоты в электрическую энергию;
- процессы теплообмена ;
- теплотехнические свойства веществ.
Анализ баланса потоков (АБП), — метод математического моделирования метаболизма, позволяющий определить скорость реакций в метаболической сети. Метод применяется в моделировании разных воздействий на клетку или оптимизации условий её роста. Ключевыми особенностями метода являются использование стационарного приближения и малая потребность в вычислительной мощности.
Рекомбинантная структура — гибридная нуклеиновая кислота или белок, полученные в результате объединения in vitro чужеродных фрагментов и содержащие новые сочетания последовательностей нуклеотидов или аминокислот соответственно.
Замкнутая система (механика) — система тел, находящаяся на столь большом расстоянии от всех остальных тел Вселенной, что можно пренебречь их воздействием на тела рассматриваемой системы. Тела, входящие в замкнутую или изолированную систему, могут взаимодействовать только между собой и не могут взаимодействовать со всеми остальными телами Вселенной. Понятие изолированной системы применяется не только в классической, но и в квантовой механике.
Моделирование твёрдого тела — это непротиворечивый набор принципов математического и компьютерного моделирования трёхмерных объектов. Моделирование твёрдого тела отличается от близких областей, геометрического моделирования и компьютерной графики, упором на физическую точность. Принципы геометрического моделирования и моделирования твёрдого тела вместе образуют основу систем автоматизированного проектирования трёхмерных тел и, как правило, поддерживают создание, визуализацию, анимацию, вычисление и аннотацию численных свойств модели физических объектов. На протяжении статьи будем употреблять термины «твёрдое тело», «сплошное тело» и «трёхмерное тело» как синонимы.
