Mga Batakang Tutorial sa Pisika

Aron ipasabut ang dili mabalik nga mga proseso sa termodinamika, giporma sa mga siyentista ang ikaduhang balaod sa termodinamika. Ang ikaduhang balaod sa termodinamika nagpatin-aw kung unsang mga proseso ang mahimong mahitabo sa uniberso ug unsang mga proseso ang dili mahitabo. Usa ka siyentista nga ginganlag RJE Clausius (1822-1888) ang mihimo sa mosunod nga pahayag:

Natural lang, ang kainit mobalhin gikan sa mga butang nga taas og temperatura ngadto sa mga butang nga ubos og temperatura; natural lang, ang kainit dili mobalhin gikan sa mga butang nga ubos og temperatura ngadto sa mga butang nga taas og temperatura (Ikaduhang balaod sa termodinamika—pahayag ni Clausius).

Ang pahayag ni Clausius usa sa mga espesyal nga pahayag sa ikaduhang balaod sa thermodynamics. Gitawag kini nga espesyal nga pahayag tungod kay kini magamit lamang sa usa ka proseso, nga may kalabotan sa pagbalhin sa kainit. Tungod kay kini nga pahayag wala’y kalabotan sa ubang mga proseso, kinahanglan naton ang usa ka mas kinatibuk-ang pahayag. Ang pag-uswag sa usa ka kinatibuk-ang pahayag sa ikaduhang balaod sa thermodynamics gibase sa pagtuon sa mga heat engine. Busa, atong hisgutan una ang kainit sa makina.

Basaha ang dugang pa

Artikulo Mga prosesong Termodinamika: Isothermal Adiabatic Isochoric Isobaric

Adunay upat ka proseso sa thermodynamic, nga mao ang Isothermal, isochoric, isobaric ug adiabatic.

Proseso sa Isothermal (kanunay nga temperatura)

Sa usa ka prosesong isothermal, ang temperatura sa sistema gipadayon nga makanunayon. Sa teyorya, ang gisusi nga sistema usa ka ideal nga gas. Ang temperatura sa ideal nga gas direktang proporsyonal sa ideal nga internal nga enerhiya sa gas (U = 3/2 n RT). Ang T dili mausab, busa ang U dili usab mausab. Busa, kon ipadapat sa prosesong isothermal, ang unang balaod sa thermodynamic equation mahimong:

Basaha ang dugang pa

Proseso sa termodinamika

Ang kainit (Q) mao ang enerhiya nga mobalhin gikan sa usa ka butang ngadto sa lain tungod sa kalainan sa temperatura. Mahitungod sa mga sistema ug palibot, ang kainit mao ang enerhiya nga mobalhin gikan sa sistema ngadto sa palibot o enerhiya nga mobalhin gikan sa palibot ngadto sa sistema, tungod sa kalainan sa temperatura. Kung ang temperatura sa sistema mas taas kaysa sa temperatura sa palibot, ang kainit moagos gikan sa sistema ngadto sa palibot. Kung ang temperatura sa palibot mas taas kaysa sa temperatura sa sistema, nan ang kainit moagos gikan sa palibot ngadto sa sistema.

Ang kainit (Q) mao ang enerhiya nga molihok tungod sa kalainan sa temperatura, samtang ang trabaho (W) may kalabutan sa pagbalhin sa enerhiya pinaagi sa trabaho. Pananglitan, kung ang sistema molihok sa palibot, nan ang enerhiya molihok gikan sa sistema ngadto sa palibot. Sa laing bahin, kung ang palibot molihok sa sistema, nan ang enerhiya molihok gikan sa palibot ngadto sa sistema.

Basaha ang dugang pa

Mga Dili Elastikong Pagbangga

Ang balaod sa konserbasyon sa kinetic energy dili magamit sa mga inelastic collisions. Ang balaod sa konserbasyon sa momentum magamit sa mga inelastic collisions kung walay eksternal nga pwersa nga molihok sa duha ka nagbangga nga mga butang. Sa usa ka inelastic collision, ang duha ka butang magtapot o magdugtong sa usag usa human sa bangga.

Pananglitan nga pangutana 1.

Duha ka butang ang parehas og masa, nga mao ang 1 kg. Ang butang 1 naglihok sa patag nga patag sa gikusgon nga 10 m/s ug nabangga sa butang 2 nga wala naglihok. Human sa pagbangga, ang duha ka butang nagdikit. Unsa ang gikusgon sa duha ka butang human sa pagbangga?

Basaha ang dugang pa

Partially elastic collisions

Sa mga bangga nga partially elastic, ang balaod sa konserbasyon sa momentum magamit, samtang ang balaod sa konserbasyon sa kinetic energy dili magamit. Sa panahon nga mahitabo ang bangga, ang ubang kinetic energy mabag-o ngadto sa enerhiya sa tunog, enerhiya sa kainit, ug internal nga enerhiya. Ang paggamit sa pulong nga elastic nagpakita nga human sa bangga, ang duha ka butang dili magtapot apan mo-bounce.

Usa ka ehemplo sa partially elastic collision mao ang one-dimensional collision sa duha ka marbles o duha ka bola sa pool.

Basaha ang dugang pa

Pagkonserba sa linear momentum

Ang balaod sa konserbasyon sa linear momentum nag-ingon nga kon walay eksternal nga puwersa nga molihok sa duha ka nagbangga nga mga butang, ang momentum sa mga butang sa wala pa ang bangga katumbas sa momentum sa mga butang human sa bangga.

p ₁ + p ₂ = p ₁ ' + p ₂ ' ………………….. Ekwasyon 1.4

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

Kon human sa pagbangga ang duha ka butang magtapot,

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

Basaha ang dugang pa

Hingpit nga elastikong mga bangga

Ang bangga sa duha ka butang gitawag nga hingpit nga elastiko nga bangga kon ang momentum o kinetic energy sa matag butang sa wala pa ang bangga katumbas sa momentum ug kinetic energy sa matag butang human sa bangga. Sa ato pa, ang balaod sa konserbasyon sa momentum ug balaod sa konserbasyon sa kinetic energy magamit sa hingpit nga elastiko nga bangga. Ang paggamit sa pulong nga elastiko nagpakita nga human sa bangga, ang duha ka butang dili magtapot o dili magkadikit sa usag usa apan mag-bounce. Ang momentum sa matag butang nakonserba.

Ang momentum sa matag butang gipreserbar.

Basaha ang dugang pa

Prinsipyo sa trabaho-mekanikal nga enerhiya

Ang teorama sa work-kinetic energy nag-ingon nga ang net work o ang trabaho nga gihimo sa net force katumbas sa pagbag-o sa kinetic energy.

W _net = TO _t – TO _o = 1⁄2 m(v _t ² – v _o ² )

W _net = Adunay duha ka klase sa pwersa, nga mao ang konserbatibong pwersa, ug dili-konserbatibong pwersa. Busa, ang net work mahimong isipon nga gilangkoban sa trabaho nga gihimo sa usa ka konserbatibong pwersa ug sa trabaho nga gihimo sa usa ka dili-konserbatibong pwersa.

W _c + W _nc = ΔKE

Basaha ang dugang pa

Trabaho nga gihimo sa konserbatibong pwersa Potensyal nga enerhiya

Obserbahi ang usa ka butang nga naglihok nga patindog pataas ug dayon mibalik sa iyang sinugdanan nga posisyon human makaabot sa pinakataas nga gitas-on. Kung ang butang naglihok nga patindog pataas, ang gibug-aton mohimo og negatibo nga trabaho sa butang. Kung ang butang naglihok pataas, ang gitas-on sa butang motaas. Busa, ang gravitational potential energy sa butang motaas usab. Mahimong mahinulsulan nga ang negatibo nga trabaho nga gihimo sa gibug-aton katumbas sa pagtaas sa gravitational potential energy (PE) sa butang.

Basaha ang dugang pa

Konserbatibong pwersa ug dili-konserbatibong pwersa

1. Konserbatibong Pwersa

1.1 Timbang (w)

Obserbahi ang usa ka butang nga naglihok pataas hangtod nga makaabot sa kinatas-ang gitas-on sa dili pa mopaubos padulong sa iyang inisyal nga posisyon. Kung molihok pataas og patindog sa h, ang gibug-aton sukwahi sa direksyon gikan sa paglihok. Busa, ang gibug-aton adunay negatibo nga trabaho sa butang. 

W = wh (cos 180 ^o ) = – wh = – mgh

Human makaabot sa kinatas-ang gitas-on, ang butang molihok paubos padulong sa inisyal nga posisyon niini sa h. Kung molihok paubos, ang gibug-aton naa sa parehas nga direksyon sa pagbalhin. Tungod kay kini naa sa parehas nga direksyon sa pagbalhin, ang gibug-aton adunay positibo nga trabaho.

Basaha ang dugang pa