I ddarganfod sut i gynyddu effeithlonrwydd yr injan wres , archwiliodd gwyddonydd Ffrengig o'r enw Sadi Carnot (1796-1832) beiriant calorïau damcaniaethol delfrydol ym 1824. Bryd hynny, nid oedd cyfraith gyntaf thermodynameg wedi'i llunio, nac ail gyfraith thermodynameg. Nid yw'r gyfraith gyntaf wedi'i llunio oherwydd nad yw gwyddonwyr eto'n gwybod bod gwres yn ynni. Ar ôl i Joule a'i gydweithwyr arbrofi yn y 1830au, darganfu gwyddonwyr mai gwres yw ynni sy'n symud oherwydd gwahaniaethau tymheredd. Felly, lluniwyd cyfraith gyntaf thermodynameg ar ôl 1830. Roedd Sadi Carnot wedi bod yn ymchwilio i'r injan calorïau delfrydol damcaniaethol ym 1824. Ei ymchwil mewn gwirionedd oedd cynyddu effeithlonrwydd yr injan stêm. Roedd y rhan fwyaf o beiriannau stêm y cyfnod hwnnw yn llai effeithlon.
Ail gyfraith thermodynameg
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.
Prosesau thermodynamig: Isothermol Adiabatig Isochorig Isobarig
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:
Cyfraith gyntaf thermodynameg
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.
Tonnau traws – problemau ac atebion
1. Mae'r pellter rhwng dau gefn tonnau wyneb y dŵr yn 20 m. Mae gwrthrych yn arnofio ar wyneb y dŵr fel ei fod yn profi'r symudiad dirgryniad. Os yw'r amser i deithio un dirgryniad yn 4 eiliad, yna cyflymder y don yw …. m/s
A. 20
B. 15
C. 10
D. 5
Adnabyddus:
Cyflymder tonnau mecanyddol – problemau ac atebion
1. Cyflymder y don draws ar raff 25 metr yw 50 m/s. Grym tensiwn y rhaff yw 200 N. Pennwch fàs y rhaff.
A. 0.08 kg
B. 0.5 kg
Tua 0.8 kg
D. 2.0 kg
Adnabyddus:
Symudiad harmonig syml – problemau ac atebion
1. Mae gwrthrych yn dirgrynu gydag amledd o 5 Hz i'r dde ac i'r chwith. Mae'r gwrthrych yn symud o'r pwynt cydbwysedd i'r dadleoliad mwyaf i'r dde. Pennwch y cyfwng amser sydd ei angen i gyrraedd y dadleoliad mwyaf i'r dde un ar ddeg o weithiau.
A. 2.05
B. 2.20
C. 2.25
D. 2.50
Adnabyddus:
Pendwl syml – problemau ac atebion
1. Mae dau bendulum syml mewn dau le gwahanol. Mae hyd yr ail bendulum yn 0.4 gwaith hyd y pendulum cyntaf, ac mae cyflymiad disgyrchiant yr ail bendulum yn 0.9 gwaith cyflymiad disgyrchiant y pendulum cyntaf . Penderfynwch gymhariaeth amledd y pendulum cyntaf â'r ail bendulum.
A. 2/3
B. 3/2
C. 4/9
D. 9/4
Atseinedd tonnau sain – problemau ac atebion
1. Ar ôl i'r fforc tiwnio A gael ei ddirgrynu, mae'r fforc tiwnio B yn cael ei ddirgrynu. Mae'r fforc tiwnio B yn cael ei ddirgrynu oherwydd…..
A. Mae gan y fforc tiwnio A yr un osgled â'r fforc tiwnio B
B. Mae'r ddau fforc tiwnio yn defnyddio'r un blwch cyseiniant
C. Mae gan y fforc tiwnio B yr un amledd â'r fforc tiwnio A
D. Mae timbre y synau a achosir gan y ddau fforc tiwnio yr un fath
Ateb
Pwysedd hylifau – problemau ac atebion
1.
Cyflymiad oherwydd disgyrchiant yw 10 N/kg. Arwynebedd pysgod sy'n cael ei wasgu gan y dŵr uwchben yw 6 cm² . Pennwch rym y dŵr uwchben pysgod sy'n gweithredu ar bysgod.
Adnabyddus: