Fisica

umidità

L'umidità indica a quantità di vapore acqueo in l'aria. Quandu piove, l'atmosfera hè assai umida perchè ci hè assai vapore acqueo in l'aria. À u cuntrariu, se u vapore acqueo in l'aria hè assai pocu, l'aria hè arida. A quantità di vapore acqueo in l'aria hè espressa da l'umidità relativa.

L'umidità relativa hè u rapportu trà a pressione parziale di u vapore è a pressione di u vapore saturatu di l'acqua à una certa temperatura (u vapore hè vapore acqueo). L'umidità relativa hè espressa in percentuale, furmulata matematicamente:

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

A teoria cinetica afferma chì ogni sustanza hè custituita da atomi o molecule è chì l'atomi o e molecule si movenu 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 spustassi 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

L'affermazione specifica di a seconda lege di a termodinamica ùn pò micca discrive tutti i prucessi irreversibili, dunque avemu bisognu di una dichjarazione generale. Sta dichjarazione generale hè prevista per spiegà tutti i prucessi irreversibili chì si verificanu in l'universu. L'affermazione generale di a seconda lege di a termodinamica hè stata formulata à a mità di u XIX seculu, per mezu di una quantità chjamata entropia (S). L'entropia hè stata introdutta per a prima volta da Clausius è hè stata formulata da u ciclu di Carnot (machina calorica perfetta). Sicondu Clausius, i cambiamenti d'entropia sò sperimentati da un sistema, quandu u sistema riceve calore supplementu (Q) à una temperatura costante, chì hè rapprisentata da l'equazione:

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 (QL ₎à l'alta temperatura (QH ₎. Basatu annantu à a cunservazione di l'energia, QL ₊W = _QH.