Grundlæggende fysikvejledninger

For at forklare de irreversible termodynamiske processer formulerede forskerne termodynamikkens anden lov. Termodynamikkens anden lov forklarer, hvilke processer der kan forekomme i universet, og hvilke processer der ikke kan forekomme. En videnskabsmand ved navn RJE Clausius (1822-1888) fremsatte følgende udtalelse:

Naturligvis bevæger varme sig fra objekter med høj temperatur til objekter med lav temperatur; naturligvis bevæger varme sig ikke fra objekter med lav temperatur til objekter med høj temperatur (termodynamikkens anden lov - Clausius' udsagn).

Clausius' udsagn er et af de specielle udsagn i termodynamikkens anden lov. Det kaldes et specielt udsagn, fordi det kun gælder for én proces, relateret til varmeoverføring. Da dette udsagn ikke er relateret til andre processer, har vi brug for et mere generelt udsagn. Udviklingen af ​​et generelt udsagn i termodynamikkens anden lov er baseret på studiet af varmemaskiner. Derfor diskuterer vi motorvarme først.

Læs mere

Article Thermodynamic processes : Isothermal Adiabatic Isochoric Isobaric

There are four thermodynamic processes, namely Isothermal, isochoric, isobaric and adiabatic processes.

Isothermal Process (constant temperature)

In an isothermal process, system temperature is kept constant. Theoretically, the analyzed system is an ideal gas. Ideal gas temperature is directly proportional to ideal internal gas energy (U = 3/2 n R T). T does not change, so U also does not change. Thus, if applied to the isothermal process, the first law of the thermodynamic equation becomes:

Læs mere

Termodynamisk proces

Varme (Q) er den energi, der bevæger sig fra et objekt til et andet på grund af temperaturforskellen. Om systemer og miljøer er varme energi, der bevæger sig fra system til miljø, eller energi, der bevæger sig fra miljø til system på grund af temperaturforskellen. Hvis systemtemperaturen er højere end omgivelsestemperaturen, vil varme strømme fra systemet til miljøet. Hvis omgivelsestemperaturen er højere end systemtemperaturen, strømmer varme fra miljøet til systemet.

Varme (Q) er energi, der bevæger sig på grund af temperaturforskellen, hvorimod arbejde (W) er relateret til energioverførsel gennem arbejde. For eksempel, hvis systemet udfører arbejde på miljøet, så bevæger energi sig fra systemet til miljøet. Omvendt, hvis miljøet udfører arbejde på systemet, så bevæger energi sig fra miljø til system.

Læs mere

Uelastiske kollisioner

Loven om bevarelse af kinetisk energi gælder ikke i uelastiske kollisioner. Loven om bevarelse af impulsion gælder i uelastiske kollisioner, blot hvis der ikke virker nogen ydre kraft på de to kolliderende objekter. I en uelastisk kollision klæber to objekter sammen eller er fastgjort til hinanden efter kollisionen.

Eksempelspørgsmål 1.

To objekter har samme masse, nemlig 1 kg. Objekt 1 bevæger sig på et fladt plan med en hastighed på 10 m/s og kolliderer med objekt 2, som er i hvile. Efter kollisionen hænger de to objekter sammen. Hvad er de to objekters hastighed efter kollisionen?

Læs mere

Delvist elastiske kollisioner

Ved delvist elastiske kollisioner gælder loven om bevarelse af impulsion, mens loven om bevarelse af kinetisk energi ikke gælder. Når en kollision finder sted, omdannes noget af den kinetiske energi til lydenergi, varmeenergi og indre energi. Brugen af ​​ordet elastisk indikerer, at de to objekter efter kollisionen ikke klæber sammen, men preller af.

Et eksempel på en delvist elastisk kollision er den endimensionelle kollision mellem to kugler eller to poolkugler.

Læs mere

Bevarelse af lineært momentum

Loven om bevarelse af lineær impuls siger, at hvis der ikke er nogen ydre kraft, der virker på to kolliderende objekter, er objekternes impuls før kollisionen lig med objekternes impuls efter kollisionen.

p₁ + s₂ = s₁ ' + p₂ ' ………………….. Ligning 1.4

m₁ v₁ +m₂ v₂ = m₁ v₁ ' + m₂ v₂ '

Hvis begge objekter hænger sammen efter kollisionen,

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂ ) v'

Læs mere

Perfekt elastiske kollisioner

En kollision mellem to objekter kaldes en perfekt elastisk kollision, hvis hvert objekts momentum eller kinetiske energi før kollisionen er lig med hvert objekts momentum og kinetiske energi efter kollisionen. Med andre ord gælder loven om bevarelse af momentum og bevarelse af kinetisk energi i perfekt elastiske kollisioner. Brugen af ​​ordet elastisk indikerer, at de to objekter efter kollisionen ikke klæber sammen eller ikke er fastgjort til hinanden, men preller af. Hvert objekts momentum er bevaret.

Hvert objekts momentum bevares.

Læs mere

Arbejdsmekanisk energiprincip

Sætningen om arbejde-kinetisk energi siger, at nettoarbejdet eller det arbejde, der udføres af nettokraften, er lig med ændringen i kinetisk energi.

W_netto = TIL_t – TIL_o = 1⁄2 m(v_t² - v_o²)

W_netto = Der er to typer kræfter, nemlig en konservativ kraft og en ikke-konservativ kraft. Nettoarbejdet kan således betragtes som bestående af det arbejde, der udføres af en konservativ kraft, og det arbejde, der udføres af en ikke-konservativ kraft.

W_c + W_nc = ΔKE

Læs mere

Arbejde udført af konservative kræfter Potentiel energi

Observer et objekt, der bevæger sig lodret opad og derefter vender tilbage til sin udgangsposition efter at have nået en maksimal højde. Når objektet bevæger sig lodret opad, udfører vægten negativt arbejde på objektet. Når objektet bevæger sig opad, øges objektets højde. Derfor øges objektets gravitationelle potentielle energi også. Det kan konkluderes, at det negative arbejde, der udføres af vægten, er lig med stigningen i objektets gravitationelle potentielle energi (PE).

Læs mere

Konservativ styrke og ikke-konservativ styrke

1. Conservative Force

1.1 Weight (w)

Observe an object which moves vertically upwards until reaching a maximum height before moving downwards towards its initial position. When moving vertically upwards by h, the weight is opposite in direction from displacement. Thus, the weight does negative work on the object. 

W = w h (cos 180^o) = – w h = – m g h

After reaching a maximum height, the object moves downwards towards its initial position by h. When moving downwards, the weight is in the same direction as the displacement. Because it is in the same direction as displacement, the weight does positive work.

Læs mere