Grundlæggende fysikvejledninger

Artikel om termometre og temperaturskalaer

1. Termometre

Værktøjet, der er designet til at måle temperatur, er et termometer. Der findes mange typer termometre, men funktionsprincippet er det samme. Normalt bruger vi termometriske objekter, hvis natur ændrer sig med temperaturen. Hvis objektets temperatur ændrer sig, ændrer objektets form og størrelse sig også. De fleste termometre bruger objekter, der kan udvide sig eller krympe, når temperaturen ændrer sig. Termometre, der ofte bruges, består af glasrør, hvor der er alkohol eller kviksølv i midten af ​​røret. Når temperaturen stiger, udvider alkoholen eller kviksølvet i beholderen sig, så længden af ​​alkohol- eller kviksølvsøjlen øges. Omvendt, når temperaturen falder, mindskes længden af ​​alkohol- eller kviksølvsøjlen. På ydersiden af ​​glasrøret er der tal, der repræsenterer termometerets skala. Tallet, der vises i den øvre ende af alkohol- eller kviksølvsøjlen, angiver temperaturværdien af ​​det objekt, der måles.

Læs mere

Artikel om termodynamikkens nulte lov

Indtil videre har vi kun observeret den termiske ligevægt, der opleves af to objekter i kontakt.

For at forstå konceptet termisk ligevægt mere dybdegående, lad os gennemgå tre objekter (f.eks. objekt A, objekt B og objekt C). For eksempel rører objekt B og objekt C ikke hinanden, men objekt A er i kontakt med objekt B, og objekt A er i kontakt med objekt C. Se billedet nedenfor. Fordi objekt A og objekt B er i kontakt med hinanden, bortset fra at de er i termisk ligevægt, er objekt A og objekt C også i termisk ligevægt. Er objekter B og C, der ikke rører hinanden, også i termisk ligevægt? Hvis vi kun bruger logik, kan vi sige, at objekt B og objekt C også er i termisk ligevægt, selvom de ikke er i kontakt. Objekt A og objekt B er i termisk ligevægt, hvilket betyder, at temperaturen af ​​objekt A = temperaturen af ​​objekt B.

Læs mere

Artikel om definitionen af ​​temperatur og termisk ligevægt

Definition af temperatur

Har du nogensinde rørt ved is? Hvad føler du, når dine hænder rører ved is? Hvad hvis det, du rører ved, er ild? Når du rører ved is, føles dine hænder kolde, når du rører ved ilden, føles dine hænder varme. Hvad betyder varm, varm, kølig og kold?

Temperaturbegrebet starter med den varme og kulde, som vores følesans oplever. Baseret på, hvad der føles, siger vi, at en genstand er varmere end en anden genstand, eller at en genstand er koldere end en anden. Varme genstande har højere temperaturer, mens kolde genstande har lavere temperaturer. Jo koldere en genstand er, desto lavere er temperaturen. Omvendt, jo varmere en genstand er, desto højere er temperaturen. Målet for en genstands varme eller kulde kaldes temperatur. I faget gaskinetisk teori vil du få en dybere forståelse af definitionen af ​​temperatur; hvad der sker med molekylerne fra en genstand, så den kan føles varm, varm, kølig eller kold.

Læs mere

Artikel om materiens faser (baseret på mikroskopiske egenskaber)

I hverdagen støder vi ofte på tre forskellige faser af stof. Der er faste stoffer (f.eks. sten, jern osv.), væsker (vand, benzin osv.) og gasformige stoffer (luft osv.). De tre faser af disse stoffer kan skelnes ud fra deres evne til at bevare deres form og størrelse.

Faste stoffer bevarer normalt en fast form og volumen. Væsken bevarer ikke en fast form, men tilpasser sig den beholder, den er i. For eksempel, hvis vi hælder vand i et glas, ændrer formen sig som et glas. Hvis vand hældes i badekarret, ændrer formen sig som et badekar. Væskens volumen er typisk altid fast. Hvis et glas vand hældes i et badekar, forbliver mængden af ​​vand i glasset. Vandets form kan ændre sig, men størrelsen varierer aldrig. Husk, at antallet af faste stoffer og væsker kan ændre sig, hvis de gives en tilstrækkelig kraft.

Læs mere

Artikel om atomteori og kinetisk teori

Atomteori

I tusinder af år troede de gamle grækere, at ethvert rent stof (såsom guld, jern osv.) bestod af atomer. Ifølge dem, hvis et rent stof skæres i små stykker, skæres de små dele igen, derefter skæres tilbage ... og så videre, så vil der være de mindste stykker, der ikke kan skæres igen. De mindste stykker, der ikke kan skæres igen, kaldes atomer. Atom betyder "kan ikke deles" (græsk).

På det tidspunkt betragtede man atomet som uopdelt. Men senere opdagede nogle forskere elektroner og atomkerner (protoner og neutroner), så antagelsen om, at atomer ikke kunne opdeles, var forkert. Atomer består altså af elektroner (negativt ladede) og atomkerner. Elektroner kredser om kernen. Inde i kernen er der protoner (positivt ladede) og neutroner (neutrale eller uladede).

Læs mere

Artikel om faseændringer Kritisk temperatur Tripelpunkt

I diskussionen af ​​den idealgaslov er det blevet forklaret, at den idealgaslov kun beskriver en reel gass opførsel nøjagtigt, når trykket og densiteten af ​​den reelle gas ikke er for store. Hvis trykket og den reelle gasdensitet er store nok, giver den idealgaslov unøjagtige resultater, ligeledes når temperaturen af ​​den reelle gas nærmer sig kogepunktet. Dette er relateret til de interaktioner, der opstår mellem reelle gasmolekyler. Gastrykket er omvendt proportionalt med gasvolumenet. Når gastrykket er stort nok, bliver gasvolumenet mindre. Fordi gasvolumenet er lavt, bliver afstanden mellem gasmolekylerne mindre. Når afstanden mellem molekylerne bliver mindre, tiltrækker molekylerne hinanden. Det er ligesom, når man sætter et stykke jern på en magnet. Hvis afstanden mellem magneten og jernet er stor nok, kan magneten ikke trække jernet til. Men hvis afstanden mellem magneten og jernet er lille, trækkes jernet tættere på.

Læs mere

Van der Walls er navnet på den hollandske fysiker J.D. van der Waals (1837-1923). Van der Waals tilstandsligning er en tilstandsligning for en gas, der ligner tilstandsligningen for en ideal gas. Forskellen er, at tilstandsligningen for en ideal gas ikke kan give nøjagtige resultater, hvis trykket og densiteten af ​​en reel gas er store nok, mens Van der Waals tilstandsligning kan give mere nøjagtige resultater.

Eksistensen af ​​denne ligning stammer fra Van der Waals, som indså begrænsningerne ved ligningen for en ideal tilstand. Waals ændrer tilstandsligningen for den ideelle gas ved at tilføje flere faktorer, der også påvirker den reelle gastilstand, når trykket og densiteten af ​​den reelle gas er stor.

Læs mere

Fordampningsprocessen kan forklares ved hjælp af kinetisk teori. Ligesom gasmolekyler bevæger vandmolekyler sig også. Forskellen er, at vandmolekyler ikke kan spredes, fordi tiltrækningen mellem molekylerne stadig kan holde dem sammen. Omvendt er tiltrækningen mellem gasmolekylerne skrøbelig, så gasmolekylerne ikke kan smelte sammen. Når vandmolekyler bevæger sig, har de hastighed. Der er vandmolekyler, der har høje hastigheder; der er også vandmolekyler, der har en lille hastighed. Fordelingen af ​​vandmolekylets hastighed ligner Maxwell-fordelingen.

Fordampning sker, når vandmolekylernes hastighed er stor nok til, at tiltrækningen mellem vandmolekylerne ikke kan holde dem sammen. Ligesom raketter, der bevæger sig ud i rummet, er en rakets hastighed stor nok til, at jordens tyngdekraft ikke kan holde den på Jorden. Bemærk, at kun molekyler med store hastigheder kan undslippe tiltrækningen mellem molekylerne. Molekyler med lave hastigheder forbliver sammen ligesom vand.

Læs mere

Kogning er en proces, hvor væske omdannes til gas. Kogning opstår, når det mættede damptryk er lig med lufttrykket (lufttryk = atmosfærisk tryk). Vi diskuterer kun kogende vand. Vandets mættede damptryk er direkte proportionalt med vandets temperatur. Jo højere vandtemperaturen er, desto højere er trykket af den mættede damp. Når vi opvarmer vand, vises der normalt små bobler på bunden af ​​beholderen. Tilstedeværelsen af ​​bobler indikerer en ændring af en væske til en gas. Hvis det mættede damptryk i boblen er mindre end det ydre lufttryk, vil boblen krympe og opløses, før den når overfladen. Bobler ødelægges, fordi trykkraften fra den ydre luft er højere end trykkraften fra dampen inde i boblen. Det ydre lufttryk er højere end damptrykket i boblen, så den ydre luft har en mere betydelig kraft (P = F / A).

Læs mere

Luftfugtighed angiver mængden af ​​vanddamp i luften. Når det regner, er atmosfæren meget fugtig, fordi der er meget vanddamp i luften. Omvendt, hvis vanddampen i luften er meget lille, er luften tør. Mængden af ​​vanddamp i luften udtrykkes ved den relative luftfugtighed.

Den relative luftfugtighed er forholdet mellem partialtrykket af damp og trykket af mættet vanddamp ved en bestemt temperatur (damp er vanddamp). Relativ luftfugtighed udtrykkes i procent, matematisk formuleret:

Læs mere