جوشاندن

تعریف جوشاندن

جوشیدن فرآیند تغییر حالت مایع به حالت گازی است. جوشیدن زمانی اتفاق می‌افتد که فشار بخار اشباع برابر با فشار هوای بیرون باشد (فشار هوای بیرون = فشار اتمسفر). در این مورد، ما فقط در مورد جوشاندن آب بحث خواهیم کرد. فشار بخار اشباع آب مستقیماً با دمای آب متناسب است، هرچه دمای آب بالاتر باشد، فشار بخار اشباع آب بیشتر است. وقتی آب را گرم می‌کنیم، معمولاً حباب‌های کوچکی در ته ظرف ظاهر می‌شوند. وجود حباب‌ها نشان دهنده تغییر از مایع به گاز است. اگر فشار بخار اشباع در حباب کمتر از فشار هوای بیرون باشد، حباب قبل از رسیدن به سطح، کوچک شده و فرو می‌ریزد. حباب فرو می‌ریزد زیرا نیروی رانش هوای بیرون بیشتر از نیروی رانش بخار داخل حباب است. فشار هوای بیرون بیشتر از فشار بخار در حباب است، بنابراین هوای بیرون نیروی بیشتری دارد (P = F/A).

ادامه مطلب

تبخیر

نظریه جنبشی

فرآیند تبخیر را می‌توان با استفاده از نظریه جنبشی توضیح داد. مولکول‌های آب نیز مانند مولکول‌های گاز حرکت می‌کنند. تفاوت این است که مولکول‌های آب نمی‌توانند از هم جدا شوند زیرا نیروهای جاذبه بین آنها هنوز قادر به نگه داشتن آنها در کنار هم هستند. در مقابل، نیروهای جاذبه بین مولکول‌های گاز بسیار ضعیف هستند، بنابراین مولکول‌های گاز نمی‌توانند به هم بچسبند. هنگام حرکت، مولکول‌های آب سرعت دارند. برخی از مولکول‌های آب سرعت بالایی دارند، در حالی که برخی دیگر سرعت پایینی دارند. توزیع سرعت مولکول‌های آب شبیه توزیع ماکسول است.

ادامه مطلب

نمونه سوالات ترانسفورماتور ترانسفورماتور

۲۳ نمونه سوال در مورد ترانسفورماتورها ترانسفورماتورها

۱. یک ترانسفورماتور دارای سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه به ترتیب با ۵۰۰ و ۵۰۰۰ دور است که به یک شبکه جریان متناوب ۲۲۰ ولت متصل شده‌اند. ولتاژ خروجی چقدر است ؟

الف. ۲۲۰ ولت

ب. ۱۱۰۰ ولت

ج. ۲۲۰۰ ولت

د. ۲۲۰۰۰ ولت

پمباهاسان

ادامه مطلب

معادله حالت واندروالس

وان در والس نام فیزیکدان هلندی، جی. دی. وان در والس (۱۸۳۷–۱۹۲۳) است. معادله حالت وان در والس در واقع یک معادله حالت گاز است، شبیه به معادله حالت گاز ایده‌آل . تفاوت این است که اگر فشار و چگالی گاز واقعی به اندازه کافی بزرگ باشد، معادله گاز ایده‌آل نمی‌تواند نتایج دقیقی ارائه دهد. با این حال، معادله حالت وان در والس می‌تواند نتایج دقیق‌تری ارائه دهد.

این معادله از وان در والس سرچشمه گرفته است، که محدودیت‌های معادله حالت گاز ایده‌آل را تشخیص داد. والس با اضافه کردن چندین عامل که بر حالت یک گاز واقعی تأثیر می‌گذارند، زمانی که فشار و چگالی گاز واقعی به اندازه کافی بالا باشد، معادله حالت گاز ایده‌آل را اصلاح کرد.

ادامه مطلب

تغییر حالت در دمای نقطه سه‌گانه بحرانی

تغییرات مواد در حالت نقطه سه‌گانه دمای بحرانی

در بحث قانون گاز ایده‌آل، توضیح داده شد که قانون گاز ایده‌آل تنها زمانی رفتار یک گاز واقعی را به طور دقیق توصیف می‌کند که فشار و چگالی گاز واقعی خیلی زیاد نباشد. اگر فشار و چگالی گاز واقعی به اندازه کافی بزرگ باشند، قانون گاز ایده‌آل نتایج نادرستی تولید می‌کند. این موضوع همچنین زمانی صادق است که دمای گاز واقعی به نقطه جوش خود نزدیک شود.

این در واقع مربوط به برهمکنش‌هایی است که بین مولکول‌های گاز واقعی رخ می‌دهد. فشار گاز با حجم گاز نسبت معکوس دارد. وقتی فشار گاز به اندازه کافی زیاد باشد، حجم گاز کمتر می‌شود. از آنجا که حجم گاز کم است، فاصله بین مولکول‌های گاز نزدیک‌تر می‌شود. وقتی فاصله بین مولکول‌ها نزدیک‌تر باشد، مولکول‌ها یکدیگر را جذب می‌کنند. این شبیه زمانی است که یک قطعه آهن را به یک آهنربا نزدیک می‌کنید. اگر فاصله بین آهنربا و آهن به اندازه کافی دور باشد، آهنربا نمی‌تواند آهن را جذب کند. اما اگر فاصله بین آهنربا و آهن نزدیک باشد، آهن به آن نزدیک‌تر می‌شود.

ادامه مطلب

نظریه اتمی و نظریه جنبشی

نظریه اتمی و نظریه جنبشی مواد

هزاران سال، یونانیان باستان معتقد بودند که هر ماده خالص (مثلاً طلای خالص، آهن خالص 😉 و غیره) از اتم‌ها تشکیل شده است. به گفته آنها، اگر یک ماده خالص به قطعات کوچک برش داده شود، سپس آن قطعات کوچک دوباره برش داده شوند، سپس دوباره برش داده شوند... و به همین ترتیب، کوچکترین قطعه‌ای وجود خواهد داشت که دیگر قابل برش نیست. کوچکترین قطعه‌ای که دیگر قابل برش نبود، اتم نامیده می‌شد . اتم به معنی «تقسیم‌ناپذیر» (در یونانی) است.

در آن زمان ، تصور می‌شد که اتم‌ها غیرقابل تقسیم هستند. با این حال، دانشمندان بعدها الکترون‌ها و هسته‌های اتمی (پروتون‌ها و نوترون‌ها) را کشف کردند و بدین ترتیب این تصور که اتم‌ها غیرقابل تقسیم هستند، رد شد . اتم‌ها از الکترون‌ها (با بار منفی) و یک هسته تشکیل شده‌اند. الکترون‌ها به دور هسته می‌چرخند. درون هسته، پروتون‌ها (با بار مثبت) و نوترون‌ها (خنثی، به این معنی که هیچ باری ندارند) قرار دارند.

ادامه مطلب

اشکال ماده (بر اساس خواص میکروسکوپی)

اشکال ماده (بر اساس خواص میکروسکوپی)

در زندگی روزمره، اغلب با سه شکل مختلف ماده مواجه می‌شویم. جامدات (مثلاً سنگ، آهن و غیره ) ، مایعات (آب، بنزین و غیره ) و گازها (هوا و غیره ) وجود دارند . این سه شکل ماده را می‌توان بر اساس توانایی آنها در حفظ شکل و اندازه (منظور از اندازه، حجم است) از هم تشخیص داد.

جامدات معمولاً شکل و حجم ثابتی دارند. مایعات شکل ثابتی ندارند، بلکه شکل خود را با ظرفی که در آن هستند تنظیم می‌کنند. برای مثال، اگر آب را در یک لیوان بریزیم، شکل آن به شکل لیوان تغییر می‌کند. اگر آب را در وان حمام بریزیم، شکل آن به شکل وان حمام تغییر می‌کند. اگر در یک کیسه پلاستیکی سوراخ‌دار قرار دهیم، آب می‌ریزد... او او ... حجم مایع معمولاً ثابت می‌ماند. اگر یک لیوان آب در وان حمام قرار گیرد ، حجم آب به اندازه یک لیوان باقی می‌ماند. شکل آب می‌تواند تغییر کند، اما حجم آن هرگز تغییر نمی‌کند. توجه به این نکته مهم است که حجم جامدات و مایعات فقط در صورت اعمال نیروی بسیار زیاد می‌تواند تغییر کند.

ادامه مطلب

کاربرد اصل و معادله برنولی

کاربرد اصل و معادله برنولی

قضیه توریچلی

کاربرد اصل برنولی و معادله ۱یکی از کاربردهای معادله برنولی، محاسبه سرعت مایعی است که از کف ظرف خارج می‌شود.

معادله برنولی را برای نقطه ۱ (سطح ظرف) و نقطه ۲ (سطح سوراخ) اعمال می‌کنیم. از آنجایی که قطر سوراخ در ته ظرف بسیار کوچکتر از قطر ظرف است، سرعت مایع در سطح ظرف صفر فرض می‌شود (v 1 = 0). سطح ظرف و سطح سوراخ باز هستند، بنابراین فشار برابر با فشار اتمسفر است (P 1 = P 2 ). بنابراین، معادله برنولی برای این حالت به صورت زیر است:

ادامه مطلب

اصل و معادله برنولی

اصل و معادله برنولی

وقتی با سرعت زیاد موتورسیکلت می‌رانیم، لباس‌هایی که می‌پوشیم از پشت پف می‌کنند. اگر هنوز نمی‌توانید موتورسیکلت برانید، به والدین یا دوستانتان که موتورسیکلت سوار می‌شوند توجه کنید. وقتی موتورسیکلت با سرعت حرکت می‌کند، معمولاً پشت لباس‌هایشان از پشت پف می‌کند. گاهی اوقات وقتی باد شدید می‌وزد، در خانه می‌تواند خود به خود بسته شود. حتی اگر باد بیرون از خانه باشد، در داخل خانه است.

این را می‌توان با استفاده از اصل برنولی توضیح داد. دانیل برنولی (۱۷۰۰-۱۷۸۲) اصلی را کشف کرد که می‌تواند برای توضیح برخی از موارد فوق مورد استفاده قرار گیرد.

ادامه مطلب

معادله پیوستگی

ماده معادله پیوستگی

سعی کنید شیر آب را به آرامی باز کنید و همزمان جریان آب خروجی از شیر را مشاهده کنید. به محض اینکه چرخش شیر متوقف شد، با دست خود قسمتی از شیر را مسدود کنید. حالا مقایسه کنید که جریان آب کدام بیشتر است. وقتی قسمتی مسدود است یا باز؟ اگر شلنگی دارید که معمولاً برای آبیاری گل‌ها استفاده می‌شود، بگذارید آب از آن عبور کند. با دست یا انگشت خود قسمتی از شلنگ را مسدود کنید. هر چه قسمت بیشتری از شلنگ مسدود باشد، آب سریع‌تر خارج می‌شود. برعکس، اگر شلنگ مسدود نباشد، آب با سرعت کمتری جریان می‌یابد. چرا اینطور است؟ برای درک این موضوع، لطفاً معادله پیوستگی را مطالعه کنید.

ادامه مطلب