Füüsika põhiõpetused

Kui me hoolikalt vaatame, on esialgu näha põlemisest tekkivat suitsu. Mõne aja pärast pole suitsu enam näha. Kas olete kasutanud parfüümi? Isegi kui te pihustate parfüümi toas, võivad ka teised inimesed väljaspool kodu parfüümi lõhna tunda. Kui ema valmistab köögis maitsvat ja isuäratavat toitu, on naabri majast tunda toiduvalmistamise aroomi. Miks see nii on?

Näiteid on palju teisigi. Kui panna paar tilka tinti selget vett sisaldavasse klaasi, jaotub tint või toiduvärv vees ühtlaselt. See toimub automaatselt. Mõned varasemad näited on difusiooninähtused, mida igapäevaelus sageli kogetakse. Difusioon on protsess, mille käigus ained liiguvad kõrgest kontsentratsioonist madalasse. Kontsentratsiooni all mõeldakse aine molekulide/moolide arvu mahuühiku kohta. Kõrge kontsentratsiooniga koht on koht, kus on palju aine molekule mahuühiku kohta. Seevastu madala kontsentratsiooniga kohad on kohad, kus on vähe molekule mahuühiku kohta.

Loe edasi

Energia üheaatomilises ideaalses gaasis

Monoaatomilise ideaalgaasi energia on monaatomiliste ideaalgaasi molekulide translatsiooni kineetilise energia koguhulk. Ideaalgaasi molekulide translatsiooni kineetilise energia koguhulk = iga molekuli keskmise translatsiooni kineetilise energia ja molekulide arvu (N) korrutis. Matemaatiliselt:

Loe edasi

Energia võrdjaotuse teoreemi tuletas teoreetiliselt Clerk Maxwell statistilist mehaanikat kasutades. Seda nimetatakse teoreemiks, kuna sellele pole eksperimentaalset tõestust. Energiajaotus tähendab energia võrdset jaotumist.

KE = gaasimolekulide keskmine translatsiooniline kineetiline energia (džaulides)

k = Boltzmanni konstant = 1.38 x 10^-23 J/K

T = ideaalse gaasimolekuli absoluutne temperatuur (Kelvin)

Loe edasi

Lisaks rõhule on üks gaasi makroskoopilist olemust iseloomustavatest suurustest temperatuur (T). Gaasirõhu võrrand:

Loe edasi

KKineetiline teooria väidab, et iga aine koosneb aatomitest või molekulidest ning et aatom või molekul liigub pidevalt ja hooletult. See kineetilise teooria eeldus sobib gaasi koostisosa aatomi või molekuli olukorra ja tingimustega. Gaasi moodustavate aatomite või molekulide vaheline tõmbejõud on nõrk, nii et aatomid või molekulid saavad vabalt liikuda.

Loe edasi

Artikkel Boyle'i seadus, Charlesi seadus, Gay-Lussaci seadus

Boyle'i seadus

Robert Boyle (1627–1691) viis läbi katseid, et uurida gaasi rõhu ja mahu vahelist kvantitatiivset seost. See katse viiakse läbi teatud koguse gaasi sisestamisega suletud anumasse. Kuni üsna hea lähenemisviisini leidis ta, et kui gaasi temperatuuri hoiti konstantsena, siis gaasi rõhu tõustes gaasi maht vähenes. Samamoodi, kui gaasi rõhk langes, gaasi maht suurenes. Gaasi rõhk on pöördvõrdeline gaasi mahuga. Seda seost tuntakse Boyle'i seadusena. Matemaatiliselt:

Loe edasi

Boyle'i, Charlesi ja Gay-Lussaci gaasiseadused ei kehti kõigi gaasitingimuste kohta, mistõttu meie analüüs muutub keerulisemaks. Seetõttu esitasime ideaalse gaasi mudeli. Ideaalset gaasi igapäevaelus ei eksisteeri; ideaalne gaas on lihtsalt ideaalne vorm analüüsi hõlbustamiseks. Selle ideaalse gaasi kontseptsiooni olemasolu aitab meil ka kolme gaasiseaduse vahelist seost üle vaadata.

Temperatuuri, mahu ja gaasirõhu vaheline seos

Viidates kolmele ülaltoodud gaasiseadusele, saame tuletada üldisema seose temperatuuri, mahu ja gaasirõhu vahel.

Loe edasi

Termodünaamika teise seaduse spetsiifiline lause ei suuda kirjeldada kõiki pöördumatuid protsesse, seega vajame üldist lauset. See üldine lause peaks selgitama kõiki universumis toimuvaid pöördumatuid protsesse. Termodünaamika teise seaduse üldine lause sõnastati 19. sajandi keskel suuruse nimega entroopia (S) kaudu. Entroopia võttis esmakordselt kasutusele Clausius ja see formuleeriti Carnot' tsükli (täiusliku kalorilise mootori) põhjal. Clausiuse sõnul kogeb süsteem entroopia muutusi, kui süsteem saab konstantsel temperatuuril lisasoojust (Q), mida esitab võrrand:

Loe edasi

Artikkel jahutusmasina jõudluskoefitsiendi kohta

Jahutusmasin on masin, mis võtab soojust madala temperatuuriga kohast ja seejärel kannab selle kõrge temperatuuriga alale. Selle protsessi toimumiseks peab masin tegema tööd, sest soojus liigub loomulikult kõrge temperatuuriga kohast madala temperatuuriga kohta. See on Clausiuse lause kohaselt:

Jahutusmasinal on võimatu soojust madala temperatuuriga kohast kõrge temperatuuriga kohta üle kanda ilma tööta (termodünaamika teine ​​seadus – Clausiuse väide).

Masin töötab (W) soojuse ülekandmiseks madalalt temperatuurilt (Q)_L) kõrge temperatuurini (Q_H). Energia jäävuse seaduse põhjal on Q_L + W = Q_H.

Loe edasi

Et teada saada, kuidas suurendada efektiivsust kuumus Prantsuse teadlane Sadi Carnot (1796–1832) uuris 1824. aastal ideaalset teoreetilist kalorilist masinat. Sel ajal polnud termodünaamika esimest ega teist seadust veel formuleeritud. Esimest seadust pole formuleeritud, sest teadlased ei tea veel, et soojus on energia. Pärast seda, kui Joule ja tema kolleegid 1830. aastatel katseid tegid, avastasid teadlased, et soojus on energia, mis liigub temperatuurierinevuste tõttu. Seega formuleeriti termodünaamika esimene seadus pärast 1830. aastat. Sadi Carnot oli uurinud teoreetilist ideaalset kalorilist mootorit juba 1824. aastal. Tema uurimistöö eesmärk oli tegelikult aurumasina efektiivsuse suurendamine. Enamik tolleaegseid aurumasinaid olid vähem efektiivsed.

Loe edasi