Tutoriali di Fisica Basica

Diffusion

Sè guardemu attentamente, u fume di a combustione pò esse vistu inizialmente. Dopu un pocu tempu, u fume ùn pò esse vistu. Avete adupratu un prufume ? Ancu s'è vo spruzzate u prufume in a stanza, altre persone chì sò fora di casa ponu ancu sente a fragranza di u prufume. Sè a mamma cucina cibi deliziosi è appetitosi in cucina, l'aroma di a cucina pò ancu esse sentitu da a casa di un vicinu. Perchè hè cusì ?

Ci sò parechji altri esempi. Sè vo mettite uni pochi di gocce d'inchiostru in un bicchieru chì cuntene acqua chjara, l'inchiostru o u culurante alimentariu si sparghjeranu uniformemente in tutta l'acqua. Questu accade automaticamente. Alcuni esempi precedenti sò eventi di diffusione chì sò spessu sperimentati in a vita di tutti i ghjorni. A diffusione hè u prucessu di spustà e sustanze da una alta cuncentrazione à una bassa cuncentrazione. Ciò chì si intende per cuncentrazione hè u numeru di molecule/mol di una sustanza per vulume. Un locu à alta cuncentrazione hè un locu induve ci sò parechje molecule di sustanzi per vulume. À u cuntrariu, e basse cuncentrazioni sò lochi induve ci sò poche molecule per vulume.

Energia interna di un gas ideale

Energia in un gas ideale monoatomicu

L'energia in u gasu ideale monatomicu hè a quantità tutale di l'energia cinetica traduzionale di e molecule di gasu ideale monatomicu. A quantità tutale di l'energia cinetica traduzionale di e molecule di gasu ideale = u pruduttu di l'energia cinetica traduzionale media di ogni molecula è u numeru di molecule (N). Matematicamente:

Teorema di l'equipartizione di l'energia

U teorema di l'equipartizione di l'energia hè statu derivatu teoricamente da Clerk Maxwell aduprendu a meccanica statistica. Hè chjamatu teorema perchè ùn ci hè micca prova per via di a sperimentazione. A partizione di l'energia significa una distribuzione uguale di l'energia.

KE = energia cinetica traslazionale media di e molecule di gas (Joule)

k = custante di Boltzmann = 1.38 x 10^-23 J / K

T = temperatura assoluta di a molecule di gas ideale (Kelvin)

Energia cinetica media di i gasi

In più di a pressione, una di e quantità chì indica a natura macroscopica di u gas hè a temperatura (T). Equazione di a pressione di u gas:

Energia cinetica media di i gasi 1

Teoria cinetica di i gasi

U kA teoria cinetica afferma chì ogni sustanza hè cumposta da atomi o molecule è chì l'atomu o a molecula si move continuamente senza cura. Questa ipotesi di a teoria cinetica currisponde à a situazione è a cundizione di l'atomu o di a molecula di u custituente di gas. A forza d'attrazione trà l'atomi o e molecule chì custituiscenu u gas hè debule in modu chì l'atomi o e molecule possinu muvesi liberamente.

Legge di Boyles Legge di Charles Legge di Gay-Lussac

Articulu Legge di Boyle, legge di Charles, legge di Gay-Lussac

a lege di Boyle

Robert Boyle (1627-1691) hà realizatu esperimenti per investigà a relazione quantitativa trà a pressione di u gasu è u vulume. Questu esperimentu hè realizatu inserendu una certa quantità di gasu in un cuntainer chjusu. Finu à un approcciu abbastanza bonu, hà scupertu chì se a temperatura di u gasu era mantenuta custante, allora quandu a pressione di u gasu aumentava, u vulume di u gasu era riduttu. In listessu modu, quandu a pressione di u gasu diminuisce, u vulume di u gasu aumenta. A pressione di u gasu hè inversamente proporzionale à u vulume di u gasu. Questa relazione hè cunnisciuta cum'è a Legge di Boyle. Matematicamente:

A lege ideale di u gasu

E lege di u gasu di Boyle, a lege di Charles è Gay-Lussac ùn s'applicanu micca à tutte e cundizioni di u gasu, dunque a nostra analisi diventa più difficiule. Dunque, hè statu presentatu u mudellu di gasu ideale. U gasu ideale ùn esiste micca in a vita di tutti i ghjorni; u gasu ideale hè a forma perfetta per facilità l'analisi. L'esistenza di stu cuncettu di gasu ideale ci aiuta ancu veramente à rivedere a relazione trà e trè lege di u gasu.

A relazione trà a temperatura, u vulume è a pressione di u gasu

Rifirendusi à e trè lege di u gasu sopra, pudemu derivà una relazione più generale trà a temperatura, u vulume è a pressione di u gasu.

Entropia

The specific statements of the second law of thermodynamics can’t describe for all irreversible processes, so we need a general statement. This general statement is expected to explain all irreversible processes occurring in the universe. The general statement of the second law of thermodynamics was formulated in the mid-nineteenth century, through a quantity called entropy (S). Entropy was first introduced by Clausius and was formulated from the Carnot cycle (perfect caloric engine). According to Clausius, entropy changes are experienced by a system, when the system gets additional heat (Q) at a constant temperature, which is represented by the equation:

Coefficiente di prestazione di a macchina di raffreddamentu

Articulu nantu à u coefficientu di prestazione di a macchina di raffreddamentu

Una macchina di raffreddamentu hè una macchina chì piglia u calore da un locu à bassa temperatura, poi u trasferisce in una zona à alta temperatura. Perchè stu prucessu accada, a macchina deve fà u travagliu perchè u calore scorre naturalmente da alta temperatura à bassa temperatura. Questu hè secondu l'affermazione di Clausius:

Hè impussibile per una macchina di raffreddamentu di trasferisce u calore da un locu à bassa temperatura à un locu à alta temperatura, senza travagliu (Seconda lege di a termodinamica - dichjarazione di Clausius).

A macchina travaglia (W) per trasferisce u calore, da a bassa temperatura (Q_L) à alta temperatura (Q_HBasatu annantu à a cunservazione di l'energia, Q_L + W = Q_H.

u mutore termicu di Carnot è u ciclu di Carnot

Per sapè cumu aumentà l'efficienza di u calore mutore, un scientistu francese chjamatu Sadi Carnot (1796-1832) hà esaminatu una macchina calorica teorica ideale in u 1824. À quellu tempu, a prima lege di a termodinamica ùn era ancu stata formulata, nè a seconda lege di a termodinamica. A prima lege ùn hè stata formulata perchè i scientifichi ùn sanu ancu chì u calore hè energia. Dopu chì Joule è i so culleghi anu sperimentatu in l'anni 1830, i scientifichi anu scupertu chì u calore hè energia chì si move per via di e differenze di temperatura. Cusì, a prima lege di a termodinamica hè stata formulata dopu à u 1830. Sadi Carnot avia fattu ricerche nantu à u mutore caloricu ideale teoricu in u 1824. A so ricerca era in realtà per aumentà l'efficienza di u mutore à vapore. A maiò parte di i mutori à vapore di quellu tempu eranu menu efficienti.