Tiwtorialau Ffiseg Sylfaenol

I esbonio'r prosesau thermodynamig anadferadwy, lluniodd y gwyddonwyr ail gyfraith thermodynameg. Mae ail gyfraith thermodynameg yn egluro pa brosesau all ddigwydd yn y bydysawd a pha brosesau na allant ddigwydd. Gwnaeth un gwyddonydd o'r enw RJE Clausius (1822-1888) y datganiad canlynol:

Yn naturiol, mae gwres yn symud o wrthrychau tymheredd uchel i wrthrychau tymheredd isel; yn naturiol, nid yw gwres yn symud o wrthrychau tymheredd isel i wrthrychau tymheredd uchel (Ail gyfraith thermodynameg—datganiad Clausius).

Mae datganiad Clausius yn un o ddatganiadau arbennig ail gyfraith thermodynameg. Fe'i gelwir yn ddatganiad arbennig oherwydd dim ond i un broses yn unig y mae'n berthnasol, sy'n gysylltiedig â throsglwyddo gwres. Gan nad yw'r datganiad hwn yn gysylltiedig â phrosesau eraill, mae angen datganiad mwy cyffredinol arnom. Mae datblygiad datganiad cyffredinol o ail gyfraith thermodynameg yn seiliedig ar astudio peiriannau gwres. Felly, rydym yn trafod gwres injan yn gyntaf.

Darllen mwy

Erthygl Prosesau thermodynamig: Isothermol Adiabatig Isochorig Isobarig

Mae pedwar proses thermodynamig, sef prosesau isothermol, isochorig, isobarig ac adiabatig.

Proses Isothermol (tymheredd cyson)

Mewn proses isothermol, cedwir tymheredd y system yn gyson. Yn ddamcaniaethol, mae'r system a ddadansoddir yn nwy delfrydol. Mae tymheredd delfrydol y nwy yn gymesur yn uniongyrchol ag egni mewnol delfrydol y nwy (U = 3/2 n RT). Nid yw T yn newid, felly nid yw U chwaith yn newid. Felly, os caiff ei gymhwyso i'r broses isothermol, daw cyfraith gyntaf yr hafaliad thermodynamig fel a ganlyn:

Darllen mwy

Proses thermodynamig

Gwres (Q) yw'r ynni sy'n symud o un gwrthrych i'r llall oherwydd y gwahaniaeth tymheredd. Ynglŷn â systemau ac amgylcheddau, gwres yw ynni sy'n symud o system i amgylchedd neu ynni sy'n symud o amgylchedd i system, oherwydd y gwahaniaeth tymheredd. Os yw tymheredd y system yn uwch na'r tymheredd amgylchynol, bydd gwres yn llifo o'r system i'r amgylchedd. Os yw tymheredd yr amgylchynol yn uwch na thymheredd y system, yna mae gwres yn llifo o'r amgylchedd i'r system.

Mae gwres (Q) yn ynni sy'n symud oherwydd y gwahaniaeth tymheredd, tra bod gwaith (W) yn gysylltiedig â throsglwyddo ynni trwy waith. Er enghraifft, os yw'r system yn gwneud gwaith ar yr amgylchedd, yna mae ynni'n symud o'r system i'r amgylchedd. I'r gwrthwyneb, os yw'r amgylchedd yn gwneud gwaith ar y system, yna mae ynni'n symud o amgylchedd i system.

Darllen mwy

Gwrthdrawiadau Anelastig

Nid yw cyfraith cadwraeth egni cinetig yn berthnasol mewn gwrthdrawiadau anelastig. Mae cyfraith cadwraeth momentwm yn berthnasol mewn gwrthdrawiadau anelastig dim ond os nad oes grym allanol yn gweithredu ar y ddau wrthrych sy'n gwrthdaro. Mewn gwrthdrawiad anelastig, mae dau wrthrych yn glynu wrth ei gilydd neu'n cael eu cysylltu â'i gilydd ar ôl y gwrthdrawiad.

Cwestiwn enghreifftiol 1.

Mae dau wrthrych o'r un màs, sef 1 kg. Mae gwrthrych 1 yn symud ar awyren wastad ar gyflymder o 10 m/s ac yn gwrthdaro â gwrthrych dau sydd mewn llonyddwch. Ar ôl y gwrthdrawiad, mae'r ddau wrthrych yn glynu wrth ei gilydd. Beth yw cyflymder y ddau wrthrych ar ôl y gwrthdrawiad?

Darllen mwy

Gwrthdrawiadau rhannol elastig

Mewn gwrthdrawiadau rhannol elastig, mae cyfraith cadwraeth momentwm yn berthnasol, tra nad yw cyfraith cadwraeth ynni cinetig yn berthnasol. Ar yr adeg y mae gwrthdrawiad yn digwydd, mae rhywfaint o ynni cinetig yn cael ei drawsnewid yn ynni sain, ynni gwres ac ynni mewnol. Mae'r defnydd o'r gair elastig yn dangos, ar ôl y gwrthdrawiad, nad yw'r ddau wrthrych yn glynu at ei gilydd ond yn bownsio i ffwrdd.

Enghraifft o wrthdrawiad rhannol elastig yw gwrthdrawiad un dimensiwn dau farblis neu ddwy bêl pwll.

Darllen mwy

Cadwraeth momentwm llinol

Mae cyfraith cadwraeth momentwm llinol yn nodi, os nad oes grym allanol yn gweithredu ar ddau wrthrych sy'n gwrthdaro, bod momentwm y gwrthrychau cyn y gwrthdrawiad yn hafal i fomentwm y gwrthrychau ar ôl y gwrthdrawiad.

p₁ + p₂ = t₁ ' + p₂ ' ………………….. Hafaliad 1.4

m₁ v₁ +m₂ v₂ = m₁ v₁ ' + m₂ v₂ '

Os yw'r ddau wrthrych yn glynu at ei gilydd ar ôl gwrthdrawiad,

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂ ) v'

Darllen mwy

Gwrthdrawiadau perffaith elastig

Gelwir gwrthdrawiad dau wrthrych yn wrthdrawiad perffaith elastig os yw momentwm neu egni cinetig pob gwrthrych cyn y gwrthdrawiad yn hafal i fomentwm ac egni cinetig pob gwrthrych ar ôl y gwrthdrawiad. Mewn geiriau eraill, mae cyfraith cadwraeth momentwm a chyfraith cadwraeth egni cinetig yn berthnasol mewn gwrthdrawiadau perffaith elastig. Mae defnyddio'r gair elastig yn dangos, ar ôl y gwrthdrawiad, nad yw'r ddau wrthrych yn glynu at ei gilydd neu nad ydynt ynghlwm wrth ei gilydd ond yn bownsio i ffwrdd. Mae momentwm pob gwrthrych wedi'i gadw.

Mae momentwm pob gwrthrych yn cael ei gadw.

Darllen mwy

Egwyddor ynni gwaith-mecanyddol

Mae theorem gwaith-ynni cinetig yn nodi bod y gwaith net neu'r gwaith a wneir gan y grym net yn hafal i'r newid mewn egni cinetig.

W_net = I_t – I_o = 1⁄2 m(v_t² - v_o²)

W_net = Mae dau fath o rym, sef grym ceidwadol, a grym angheidwadol. Felly, gellir ystyried bod gwaith net yn cynnwys y gwaith a wneir gan rym ceidwadol a'r gwaith a wneir gan rym angheidwadol.

W_c + W_nc = ΔKE

Darllen mwy

Gwaith a wneir gan rymoedd ceidwadol Ynni potensial

Sylwch ar wrthrych sy'n symud yn fertigol i fyny ac yna'n dychwelyd i'w safle cychwynnol ar ôl cyrraedd uchder mwyaf. Pan fydd y gwrthrych yn symud yn fertigol i fyny, mae pwysau'n gwneud gwaith negyddol ar y gwrthrych. Pan fydd y gwrthrych yn symud i fyny, mae uchder y gwrthrych yn cynyddu. Felly, mae egni potensial disgyrchiant y gwrthrych yn cynyddu hefyd. Gellir dod i'r casgliad bod y gwaith negyddol a wneir gan bwysau yn hafal i'r cynnydd yn egni potensial disgyrchiant (PE) y gwrthrych.

Darllen mwy

Grym ceidwadol a grym angheidwadol

1. Grym Ceidwadol

1.1 Pwysau (p)

Sylwch ar wrthrych sy'n symud yn fertigol i fyny nes cyrraedd uchder mwyaf cyn symud i lawr tuag at ei safle cychwynnol. Wrth symud yn fertigol i fyny gan h, mae'r pwysau'n groes i'r dadleoliad. Felly, mae'r pwysau'n gwneud gwaith negyddol ar y gwrthrych. 

W = wh (cos 180^o) = – wh = – mgh

Ar ôl cyrraedd uchafswm uchder, mae'r gwrthrych yn symud i lawr tuag at ei safle cychwynnol erbyn h. Wrth symud i lawr, mae'r pwysau yn yr un cyfeiriad â'r dadleoliad. Gan ei fod yn yr un cyfeiriad â'r dadleoliad, mae'r pwysau'n gwneud gwaith positif.

Darllen mwy