Základní fyzikální tutoriály

Pokud se podíváme pozorně, zpočátku je vidět kouř ze spalování. Po chvíli už kouř vidět není. Použili jste parfém? I když v místnosti nastříkáte parfém, jeho vůni mohou cítit i ostatní lidé mimo domov. Pokud matka vaří v kuchyni lahodné a chutné jídlo, vůni vaření lze cítit i z domu sousedů. Proč?

Existuje mnoho dalších příkladů. Pokud kápnete několik kapek inkoustu do sklenice s čistou vodou, inkoust nebo potravinářské barvivo se rovnoměrně rozprostře po celé vodě. To se děje automaticky. Některé předchozí příklady jsou difúzní jevy, které se často vyskytují v každodenním životě. Difúze je proces přesunu látek z vysoké koncentrace do nízké koncentrace. Koncentrací se rozumí počet molekul/molů látky na objem. Místo s vysokou koncentrací je místo, kde je mnoho molekul látek na objem. Naopak nízké koncentrace jsou místa, kde je málo molekul na objem.

Více informací

Energie v monatomickém ideálním plynu

Energie v monatomickém ideálním plynu je celkové množství translační kinetické energie molekul monatomického ideálního plynu. Celkové množství translační kinetické energie molekul ideálního plynu = součin průměrné translační kinetické energie každé molekuly a počtu molekul (N). Matematicky:

Více informací

Věta o rovnoměrném rozdělení energie byla teoreticky odvozena Clerkem Maxwellem pomocí statistické mechaniky. Nazývá se větou, protože neexistuje žádný experimentální důkaz. Rozdělení energie znamená rovnoměrné rozdělení energie.

KE = průměrná translační kinetická energie molekul plynu (Joule)

k = Boltzmannova konstanta = 1.38 x ^10⁻²⁻³ J/K

T = absolutní teplota molekuly ideálního plynu (Kelvin)

Více informací

Kromě tlaku je jednou z veličin, které udávají makroskopickou povahu plynu, teplota (T). Rovnice tlaku plynu:

Více informací

Kinetická teorie tvrdí, že každá látka se skládá z atomů nebo molekul a že se atomy nebo molekuly pohybují nepřetržitě a nepozorně. Tento předpoklad kinetické teorie odpovídá situaci a stavu atomu nebo molekuly plynné složky. Přitažlivá síla mezi atomy nebo molekulami tvořícími plyn je slabá, takže se atomy nebo molekuly mohou volně pohybovat.

Více informací

Článek Boyleův zákon, Charlesův zákon, Gay-Lussacův zákon

Boyleův zákon

Robert Boyle (1627-1691) prováděl experimenty, aby zkoumal kvantitativní vztah mezi tlakem plynu a objemem. Tento experiment se provádí vložením určitého množství plynu do uzavřené nádoby. Dokud nenašel docela dobrý přístup, zjistil, že pokud je teplota plynu udržována konstantní, pak se při zvyšování tlaku plynu objem plynu snižuje. Podobně, když se tlak plynu snižuje, objem plynu se zvyšuje. Tlak plynu je nepřímo úměrný objemu plynu. Tento vztah je známý jako Boyleův zákon. Matematicky:

Více informací

Boyleův, Charlesův a Gay-Lussacův zákon plynového plynu neplatí pro všechny plynové podmínky, takže naše analýza je obtížnější. Proto představujeme model ideálního plynu. Ideální plyn v každodenním životě neexistuje; ideální plyn je pouze dokonalou formou pro usnadnění analýzy. Existence tohoto konceptu ideálního plynu nám také velmi pomáhá při přezkoumání vztahu mezi třemi plynovými zákony.

Vztah mezi teplotou, objemem a tlakem plynu

S odkazem na tři výše uvedené zákony o plynu můžeme odvodit obecnější vztah mezi teplotou, objemem a tlakem plynu.

Více informací

Konkrétní tvrzení druhého termodynamického zákona nedokáže popsat všechny nevratné procesy, proto potřebujeme obecné tvrzení. Toto obecné tvrzení by mělo vysvětlit všechny nevratné procesy probíhající ve vesmíru. Obecné tvrzení druhého termodynamického zákona bylo formulováno v polovině devatenáctého století pomocí veličiny zvané entropie (S). Entropii poprvé zavedl Clausius a formuloval ji z Carnotova cyklu (dokonalý kalorický stroj). Podle Clausia se entropie mění, když systém získává dodatečné teplo (Q) při konstantní teplotě, což je znázorněno rovnicí:

Více informací

Článek o součiniteli výkonu chladicího stroje

Chladicí stroj je stroj, který odebírá teplo z místa s nízkou teplotou a poté ho přenáší do oblasti s vysokou teplotou. Aby k tomuto procesu došlo, musí stroj vykonat práci, protože teplo přirozeně proudí z místa s vysokou teplotou do místa s nízkou teplotou. To vyplývá z Clausiova výroku:

Pro chladicí stroj je nemožné přenášet teplo z místa s nízkou teplotou na místo s vyšší teplotou bez vynaložení práce (druhý termodynamický zákon – Clausiova teze).

Stroj vykonává práci (W) pro přenos tepla z nízkoteplotního stavu (QL ₎ na vysokoteplotní stav (QH ₎ . Na základě zákona zachování energie platí QL ₊ W = _QH.

Více informací

Aby zjistil, jak zvýšit účinnost tepelného stroje, zkoumal francouzský vědec Sadi Carnot (1796-1832) v roce 1824 ideální teoretický kalorický stroj. V té době ještě nebyl formulován první termodynamický zákon ani druhý termodynamický zákon. První zákon nebyl formulován, protože vědci dosud nevědí, že teplo je energie. Poté, co Joule a jeho kolegové provedli experimenty ve 30. letech 19. století, vědci zjistili, že teplo je energie, která se pohybuje v důsledku teplotních rozdílů. První termodynamický zákon byl tedy formulován po roce 1830. Sadi Carnot zkoumal teoretický ideální kalorický stroj v roce 1824. Jeho výzkum byl ve skutečnosti zaměřen na zvýšení účinnosti parního stroje. Většina parních strojů té doby byla méně účinná.

Více informací