За да разбере как да увеличи ефективността на топлинния двигател, френският учен на име Сади Карно (1796-1832) изследва идеална теоретична калорична машина през 1824 г. 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 експерименти на Джаул и колегите му 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 било насочено към повишаване на ефективността на парния двигател. Повечето парни двигатели от онова време са били по-малко ефективни.
Втори закон на термодинамиката
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.
Термодинамични процеси: Изотермични Адиабатни Изохорични Изобарни
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:
Първи закон на термодинамиката
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.
Напречни вълни – проблеми и решения
1. Разстоянието между двете корита на вълните на водната повърхност е 20 м. Обект плава по повърхността на водата, така че изпитва вибрационно движение. Ако времето за преминаване на една вибрация е 4 секунди, тогава скоростта на вълната е … м/с
А. 20
Б. 15
В. 10
D. 5
Известни:
Скорост на механичните вълни – проблеми и решения
1. Скоростта на напречната вълна върху въже с дължина 25 метра е 50 m/s. Силата на опън на въжето е 200 N. Определете масата на въжето.
А. 0.08 кг
Б. 0.5 кг
C. 0.8 кг
Г. 2.0 кг
Известни:
Просто хармонично движение – проблеми и решения
1. Обект вибрира с честота 5 Hz надясно и наляво. Обектът се движи от точката на равновесие до максималното преместване надясно. Определете интервала от време, необходим за достигане на максималното преместване надясно единадесет пъти.
А. 2.05
Б. 2.20
В. 2.25
D. 2.50
Известни:
Просто махало – проблеми и решения
1. Две прости махала са на две различни места. Дължината на второто махало е 0.4 пъти дължината на първото махало, а ускорението на гравитацията, изпитвано от второто махало, е 0.9 пъти ускорението на гравитацията, изпитвано от първото махало. Определете сравнението на честотата на първото махало спрямо второто махало.
А. 2/3
Б. 3/2
В. 4/9
Г. 9/4
Резонанс на звуковите вълни – проблеми и решения
1. След като камертонът A вибрира, камертонът B вибрира. Камертонът B вибрира, защото…..
A. Камертонът A има същата амплитуда като камертона B
Б. И двата камертона използват една и съща резонансна кутия
C. Камертонът B има същата честота като камертона A
Г. Тембърът на звуците, причинени от двата камертона, е еднакъв
Решение
Налягане на флуидите – проблеми и решения
1.
Ускорението на гравитацията е 10 N/kg. Площта на повърхността на рибата, притисната от водата над нея, е 6 cm² . Определете силата на водата над рибата, която действа върху нея.
Известни: