Tutorials de física bàsica

Per explicar els processos termodinàmics irreversibles, els científics van formular la segona llei de la termodinàmica. La segona llei de la termodinàmica explica quins processos poden ocórrer a l'univers i quins no. Un científic anomenat RJE Clausius (1822-1888) va fer la següent afirmació:

Naturalment, la calor es mou dels objectes d'alta temperatura als objectes de baixa temperatura; naturalment, la calor no procedeix dels objectes de baixa temperatura als objectes d'alta temperatura (segona llei de la termodinàmica: enunciat de Clausius).

L'enunciat de Clausius és un dels enunciats especials de la segona llei de la termodinàmica. S'anomena enunciat especial perquè només s'aplica a un sol procés, relacionat amb la transferència de calor. Com que aquest enunciat no està relacionat amb altres processos, necessitem un enunciat més general. El desenvolupament d'un enunciat general de la segona llei de la termodinàmica es basa en l'estudi dels motors tèrmics. Per tant, primer parlarem de la calor del motor.

Llegeix més

Article Processos termodinàmics: Isoterm Adiabàtic Isocor Isobàric

Hi ha quatre processos termodinàmics: isoterm, isocor, isobàric i adiabàtic.

Procés isotèrmic (temperatura constant)

En un procés isotèrmic, la temperatura del sistema es manté constant. Teòricament, el sistema analitzat és un gas ideal. La temperatura del gas ideal és directament proporcional a l'energia interna ideal del gas (U = 3/2 n RT). T no canvia, per tant U tampoc canvia. Així, si s'aplica al procés isotèrmic, la primera llei de l'equació termodinàmica esdevé:

Llegeix més

procés termodinàmic

La calor (Q) és l'energia que es mou d'un objecte a un altre a causa de la diferència de temperatura. Quant als sistemes i entorns, la calor és l'energia que es mou d'un sistema a un entorn o l'energia que es mou d'un entorn a un altre, a causa de la diferència de temperatura. Si la temperatura del sistema és superior a la temperatura ambient, la calor fluirà del sistema a l'entorn. Si la temperatura ambient és superior a la temperatura del sistema, la calor flueix de l'entorn al sistema.

La calor (Q) és l'energia que es mou a causa de la diferència de temperatura, mentre que el treball (W) està relacionat amb la transferència d'energia a través del treball. Per exemple, si el sistema fa treball sobre l'entorn, l'energia es mou del sistema a l'entorn. Per contra, si l'entorn fa treball sobre el sistema, l'energia es mou de l'entorn al sistema.

Llegeix més

Col·lisions inelàstiques

La llei de conservació de l'energia cinètica no és aplicable en col·lisions inelàstiques. La llei de conservació del moment és aplicable en col·lisions inelàstiques només si no hi ha cap força externa que actuï sobre els dos objectes que xoquen. En una col·lisió inelàstica, dos objectes s'enganxen o s'uneixen entre si després de la col·lisió.

Exemple de pregunta 1.

Dos objectes tenen la mateixa massa, és a dir, 1 kg. L'objecte 1 es mou sobre un pla a una velocitat de 10 m/s i xoca amb l'objecte dos, que està en repòs. Després de la col·lisió, els dos objectes s'enganxen. Quina és la velocitat dels dos objectes després de la col·lisió?

Llegeix més

Col·lisions parcialment elàstiques

En les col·lisions parcialment elàstiques, s'aplica la llei de conservació del moment, mentre que la llei de conservació de l'energia cinètica no ho és. En el moment en què es produeix una col·lisió, part de l'energia cinètica es converteix en energia sonora, energia calorífica i energia interna. L'ús de la paraula elàstic indica que després de la col·lisió, els dos objectes no s'enganxen sinó que reboten.

Un exemple de col·lisió parcialment elàstica és la col·lisió unidimensional de dues bales o dues boles de billar.

Llegeix més

Conservació del moment lineal

La llei de conservació del moment lineal estableix que si no hi ha cap força externa que actuï sobre dos objectes que xoquen, el moment dels objectes abans del xoc és igual al moment dels objectes després del xoc.

p1 ₊ p2 = p1 _' + p2 _' ……………….. Equació _1.4

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = m ₁ v ₁ ' + m ₂ v ₂ '

Si després de la col·lisió ambdós objectes s'enganxen,

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

Llegeix més

Col·lisions perfectament elàstiques

Una col·lisió de dos objectes s'anomena col·lisió perfectament elàstica si el moment o l'energia cinètica de cada objecte abans de la col·lisió és igual al moment i a l'energia cinètica de cada objecte després de la col·lisió. En altres paraules, la llei de conservació del moment i la llei de conservació de l'energia cinètica són aplicables a les col·lisions perfectament elàstiques. L'ús de la paraula elàstic indica que després de la col·lisió, els dos objectes no s'enganxen o no estan units entre si, sinó que reboten. El moment de cada objecte es conserva.

La quantitat de moviment de cada objecte es conserva.

Llegeix més

Principi de treball-energia mecànica

El teorema del treball-energia cinètica estableix que el treball net o el treball realitzat per la força neta és igual al canvi d'energia cinètica.

W _net = TO t _– TO _o = 1⁄2 m(v ^t² _– v _o² ⁾

W _net = Hi ha dos tipus de forces, és a dir, la força conservativa i la força no conservativa. Per tant, el treball net es pot considerar que està format pel treball realitzat per una força conservativa i el treball realitzat per una força no conservativa.

W _c + W _nc = ΔKE

Llegeix més

Treball realitzat per forces conservatives Energia potencial

Observa un objecte que es mou verticalment cap amunt i després torna a la seva posició inicial després d'assolir una alçada màxima. Quan l'objecte es mou verticalment cap amunt, el pes fa un treball negatiu sobre l'objecte. Quan l'objecte es mou cap amunt, l'alçada de l'objecte augmenta. Per tant, l'energia potencial gravitatòria de l'objecte també augmenta. Es pot concloure que el treball negatiu realitzat pel pes és igual a l'augment de l'energia potencial gravitatòria (EP) de l'objecte.

Llegeix més

Força conservativa i força no conservativa

1. Força conservadora

1.1 Pes (p)

Observa un objecte que es mou verticalment cap amunt fins a assolir una alçada màxima abans de moure's cap avall cap a la seva posició inicial. Quan es mou verticalment cap amunt h, el pes és en direcció oposada al desplaçament. Per tant, el pes fa un treball negatiu sobre l'objecte. 

W = wh (cos 180 ^° ) = – wh = – mgh

Després d'assolir una alçada màxima, l'objecte es mou cap avall cap a la seva posició inicial h. Quan es mou cap avall, el pes va en la mateixa direcció que el desplaçament. Com que va en la mateixa direcció que el desplaçament, el pes fa un treball positiu.

Llegeix més