Уроци по основна физика

Ако се вгледаме внимателно, първоначално може да се види димът от горенето. След известно време димът вече не може да се види. Използвали ли сте парфюм? Дори да пръскате парфюм в стаята, други хора, които са извън дома, също могат да усетят аромата му. Ако майката готви вкусна и апетитна храна в кухнята, ароматът на готвенето може да се усети и от къщата на съседа. Защо е така?

Има много други примери. Ако капнете няколко капки мастило в чаша с бистра вода, мастилото или оцветителят за храна ще се разпределят равномерно във водата. Това се случва автоматично. Някои предишни примери са дифузионни събития, които често се случват в ежедневието. Дифузията е процесът на преместване на вещества от висока към ниска концентрация. Под концентрация се разбира броят на молекулите/моловете на веществото на обем. Място с висока концентрация е място, където има много молекули вещества на обем. Обратно, ниските концентрации са места, където има малко молекули на обем.

Прочетете повече

Енергия в едноатомен идеален газ

Енергията в едноатомния идеален газ е общото количество транслационна кинетична енергия на едноатомните идеални газови молекули. Общото количество транслационна кинетична енергия на идеалните газови молекули = произведението на средната транслационна кинетична енергия на всяка молекула и броя на молекулите (N). Математически:

Прочетете повече

Теоремата за равноразпределение на енергията е изведена теоретично от Клерк Максуел, използвайки статистическа механика. Тя се нарича теорема, защото няма доказателство чрез експерименти. Разпределението на енергията означава равномерно разпределение на енергията.

KE = средна транслационна кинетична енергия на газовите молекули (джаули)

k = константа на Болцман = 1.38 x 10^-23 Дж./К.

T = абсолютна температура на идеалната газова молекула (Келвин)

Прочетете повече

В допълнение към налягането, една от величините, която показва макроскопичната природа на газа, е температурата (T). Уравнение за налягане на газа:

Прочетете повече

The kКинетичната теория твърди, че всяко вещество се състои от атоми или молекули и че атомът или молекулата се движат непрекъснато и безгрижно. Това предположение на кинетичната теория съответства на ситуацията и състоянието на атома или молекулата на газовата съставка. Силата на привличане между атомите или молекулите, изграждащи газа, е слаба, така че атомите или молекулите могат да се движат свободно.

Прочетете повече

Закон на Бойл, закон на Чарлз, закон на Гей-Люсак

Законът на Бойл

Робърт Бойл (1627-1691) провежда експерименти, за да изследва количествената връзка между налягането на газа и обема. Този експеримент се осъществява чрез вкарване на определено количество газ в затворен съд. Докато не е намерил доста добър подход, той установява, че ако температурата на газа се поддържа постоянна, тогава, когато налягането на газа се увеличи, обемът на газа се намали. По същия начин, когато налягането на газа намалее, обемът на газа се увеличи. Налягането на газа е обратно пропорционално на обема на газа. Тази връзка е известна като закон на Бойл. Математически:

Прочетете повече

Газовите закони на Бойл, Шарл и Гей-Люсак не важат за всички газови условия, така че анализът ни става по-труден. Затова представяме модела на идеалния газ. Идеалният газ не съществува в ежедневието; идеалният газ е просто перфектната форма, която улеснява анализа. Съществуването на тази концепция за идеален газ също ни помага много при преразглеждането на връзката между трите газови закона.

Връзката между температурата, обема и налягането на газа

Като се позоваваме на трите газови закона по-горе, можем да изведем по-обща връзка между температура, обем и налягане на газа.

Прочетете повече

Конкретното твърдение на втория закон на термодинамиката не може да опише всички необратими процеси, така че се нуждаем от общо твърдение. Очаква се това общо твърдение да обясни всички необратими процеси, протичащи във Вселената. Общото твърдение на втория закон на термодинамиката е формулирано в средата на деветнадесети век чрез величина, наречена ентропия (S). Ентропията е въведена за първи път от Клаузиус и е формулирана от цикъла на Карно (перфектен калоричен двигател). Според Клаузиус, промените в ентропията се наблюдават в системата, когато тя получава допълнителна топлина (Q) при постоянна температура, което е представено от уравнението:

Прочетете повече

Статия за коефициента на преобразуване на охладителната машина

Охладителната машина е машина, която отнема топлина от място с ниска температура и след това я пренася в област с висока температура. За да се осъществи този процес, машината трябва да извърши работа, защото топлината естествено преминава от висока към ниска температура. Това е съгласно твърдението на Клаузиус:

Невъзможно е охлаждаща машина да прехвърли топлина от място с ниска температура към място с висока температура без работа (Втори закон на термодинамиката - формулировка на Клаузиус).

Машината работи (W), за да прехвърли топлина от ниска температура (Q_L) до висока температура (Q_H). Въз основа на закона за запазване на енергията, Q_L + W = Q_H.

Прочетете повече

За да разберете как да увеличите ефективността на жегата През 1824 г. френски учен на име Сади Карно (1796-1832) изследва идеална теоретична калорична машина. По това време първият закон на термодинамиката не е бил формулиран, нито вторият закон на термодинамиката. Първият закон не е формулиран, защото учените все още не знаят, че топлината е енергия. След като Джаул и колегите му експериментират през 1830-те години, учените откриват, че топлината е енергия, която се движи поради температурни разлики. Така първият закон на термодинамиката е формулиран след 1830 г. Сади Карно изследва теоретичния идеален калоричен двигател през 1824 г. Неговото изследване всъщност е имало за цел да увеличи ефективността на парния двигател. Повечето парни двигатели от онова време са били по-малко ефективни.

Прочетете повече