Уроци по основна физика

За да обяснят необратимите термодинамични процеси, учените формулирали втория закон на термодинамиката. Вторият закон на термодинамиката обяснява какви процеси могат да протичат във Вселената и какви не могат. Един учен на име Р. Дж. Е. Клаузиус (1822-1888) направил следното твърдение:

Естествено, топлината се премества от обекти с висока температура към обекти с ниска температура; естествено, топлината не преминава от обекти с ниска температура към обекти с висока температура (Втори закон на термодинамиката - твърдението на Клаузиус).

Твърдението на Клаузиус е едно от специалните твърдения на втория закон на термодинамиката. Нарича се специално твърдение, защото се отнася само за един процес, свързан с топлопреноса. Тъй като това твърдение не е свързано с други процеси, се нуждаем от по-общо твърдение. Разработването на общо твърдение на втория закон на термодинамиката се основава на изучаването на топлинните двигатели. Следователно, първо ще разгледаме топлината на двигателя.

Прочетете повече

Статия Термодинамични процеси: Изотермични Адиабатни Изохорични Изобарни

Съществуват четири термодинамични процеса, а именно изотермични, изохорични, изобарни и адиабатни процеси.

Изотермичен процес (постоянна температура)

При изотермичен процес температурата на системата се поддържа постоянна. Теоретично, анализираната система е идеален газ. Температурата на идеалния газ е право пропорционална на вътрешната енергия на идеалния газ (U = 3/2 n RT). T не се променя, така че U също не се променя. Следователно, ако се приложи към изотермичния процес, първият закон на термодинамичното уравнение става:

Прочетете повече

Термодинамичен процес

Топлината (Q) е енергията, която се премества от един обект към друг поради температурната разлика. Що се отнася до системите и средите, топлината е енергия, преместваща се от система към среда или енергия, преместваща се от среда към система, поради температурната разлика. Ако температурата на системата е по-висока от температурата на околната среда, топлината ще претече от системата към околната среда. Ако температурата на околната среда е по-висока от температурата на системата, тогава топлината претече от околната среда към системата.

Топлината (Q) е енергия, която се движи поради температурната разлика, докато работата (W) е свързана с преноса на енергия чрез работа. Например, ако системата извършва работа върху околната среда, тогава енергията се движи от системата към околната среда. Обратно, ако околната среда извършва работа върху системата, тогава енергията се движи от средата към системата.

Прочетете повече

Нееластични сблъсъци

Законът за запазване на кинетичната енергия не е приложим при нееластични сблъсъци. Законът за запазване на импулса е приложим при нееластични сблъсъци само ако върху двата сблъскващи се обекта не действа външна сила. При нееластичен сблъсък два обекта се слепват или са прикрепени един към друг след сблъсъка.

Примерен въпрос 1.

Две тела са с еднаква маса, а именно 1 кг. Тело 1 се движи по равна повърхност със скорост 10 м/с и се сблъсква с тяло две, което е в покой. След сблъсъка двете тела се слепват. Каква е скоростта на двете тела след сблъсъка?

Прочетете повече

Частично еластични сблъсъци

При частично еластични сблъсъци законът за запазване на импулса е приложим, докато законът за запазване на кинетичната енергия не е приложим. В момента на сблъсъка, част от кинетичната енергия се преобразува в звукова енергия, топлинна енергия и вътрешна енергия. Употребата на думата „еластичен“ показва, че след сблъсъка двата обекта не се слепват, а отскачат.

Пример за частично еластичен сблъсък е едномерният сблъсък на две топчета или две билярдни топки.

Прочетете повече

Запазване на линейния импулс

Законът за запазване на линейния импулс гласи, че ако няма външна сила, действаща върху два сблъскващи се обекта, импулсът на обектите преди сблъсъка е равен на импулса на обектите след сблъсъка.

p₁ + стр₂ = стр₁ ' + p₂ ' …………………….. Уравнение 1.4

m₁ v₁ + м₂ v₂ = m₁ v₁ ' + м₂ v₂ "

Ако след сблъсъка двата обекта се слепят,

m₁ v₁ + м₂ v₂ = (м₁ + м₂ ) v'

Прочетете повече

Идеално еластични сблъсъци

Сблъсък на два обекта се нарича идеално еластичен сблъсък, ако импулсът или кинетичната енергия на всеки обект преди сблъсъка е равен на импулса и кинетичната енергия на всеки обект след сблъсъка. С други думи, законът за запазване на импулса и законът за запазване на кинетичната енергия са приложими при идеално еластични сблъсъци. Употребата на думата „еластичен“ показва, че след сблъсъка двата обекта не се слепват или не са свързани един с друг, а отскачат. Импулсът на всеки обект се запазва.

Импулсът на всеки обект се запазва.

Прочетете повече

Принципът на работа-механична енергия

Теоремата за кинетичната енергия и работата гласи, че нетната работа или работата, извършена от нетната сила, е равна на промяната в кинетичната енергия.

W_мрежа = ДО_t – ДО_o = 1⁄2 м(v)_t² - v_o²)

W_мрежа = Съществуват два вида сили, а именно консервативна сила и неконсервативна сила. Следователно, мрежовата работа може да се разглежда като съставена от работата, извършена от консервативна сила, и работата, извършена от неконсервативна сила.

W_c + W_nc = ΔKE

Прочетете повече

Работа, извършена от консервативни сили Потенциална енергия

Наблюдавайте обект, който се движи вертикално нагоре и след това се връща в началната си позиция, след като достигне максимална височина. Когато обектът се движи вертикално нагоре, теглото извършва отрицателна работа върху него. Когато обектът се движи нагоре, височината му се увеличава. Следователно, гравитационната потенциална енергия на обекта също се увеличава. Може да се заключи, че отрицателната работа, извършена от теглото, е равна на увеличението на гравитационната потенциална енергия (PE) на обекта.

Прочетете повече

Консервативна сила и неконсервативна сила

1. Консервативна сила

1.1 Тегло (w)

Наблюдавайте обект, който се движи вертикално нагоре, докато достигне максимална височина, преди да се придвижи надолу към началната си позиция. При движение вертикално нагоре с h, тежестта е в противоположна посока на преместването. По този начин тежестта извършва отрицателна работа върху обекта. 

W = wh (cos 180^o) = – wh = – mgh

След достигане на максимална височина, обектът се движи надолу към началната си позиция с h. При движение надолу тежестта е в същата посока като преместването. Тъй като е в същата посока като преместването, тежестта извършва положителна работа.

Прочетете повече