Physics

Tha taiseachd a’ sealltainn na tha de cheò uisge san adhar. Nuair a bhios uisge ann, bidh an àile glè tais oir tha tòrr cheò uisge san adhar. Air an làimh eile, ma tha glè bheag de cheò uisge san adhar, bidh an t-adhar tioram. Tha na tha de cheò uisge san adhar air a chur an cèill leis an taiseachd coimeasach.

’S e an taiseachd coimeasach an co-mheas eadar cuideam pàirteach smùid agus cuideam ceò shàthaichte uisge aig teòthachd sònraichte (is e ceò uisge a th’ ann an smùid). Tha taiseachd coimeasach air a chur an cèill ann an ceudad, air a mhìneachadh gu matamataigeach:

Leugh tuilleadh

Ma choimheadas sinn gu faiceallach, chithear an ceò bhon losgadh an toiseach. Às dèidh greis, chan fhaicear ceò idir. An do chleachd thu cùbhraidh? Eadhon ged a bhios tu a’ frasadh cùbhraidh san t-seòmar, faodaidh daoine eile a tha taobh a-muigh an taighe fàileadh a’ chùbhraidh a faireachdainn cuideachd. Ma bhios a’ mhàthair a’ còcaireachd biadh blasta is blasta sa chidsin, chithear fàileadh a’ chòcaireachd bho thaigh nàbaidh cuideachd. Carson a tha sin?

Tha mòran eisimpleirean eile ann. Ma chuireas tu beagan dhiogan inc ann an glainne anns a bheil uisge soilleir, sgaoilidh inc, no dath bìdh gu cothromach air feadh an uisge. Tha seo a’ tachairt gu fèin-ghluasadach. Is e cuid de na h-eisimpleirean roimhe tachartasan sgaoilidh a bhios tric a’ tachairt ann am beatha làitheil. Is e sgaoileadh am pròiseas a bhith a’ gluasad stuthan bho dùmhlachd àrd gu dùmhlachd ìosal. Is e an àireamh de mholacilean/mhòlan de stuth gach tomhas-lìonaidh a tha air a chiallachadh le dùmhlachd. Is e àite dùmhlachd àrd àite far a bheil mòran mholacilean de stuthan gach tomhas-lìonaidh. Air an làimh eile, is e àiteachan far a bheil glè bheag de mholacilean gach tomhas-lìonaidh dùmhlachdan ìosal.

Leugh tuilleadh

Lùth ann an gas foirfe monatomic

Is e an lùth anns a’ ghas foirfe aon-atamach an t-suim iomlan de lùth cineatach eadar-theangachaidh nam moileciuilean gas foirfe aon-atamach. Is e an t-suim iomlan de lùth cineatach eadar-theangachaidh nam moileciuilean gas foirfe toradh cuibheasach lùth cineatach eadar-theangachaidh gach moileciuil agus an àireamh de moileciuilean (N). Gu matamataigeach:

Leugh tuilleadh

Chaidh teòirim co-roinneadh lùtha a thoirt a-mach gu teòiridheach le Clerk Maxwell a’ cleachdadh meacanaig staitistigeil. Canar teòirim ris leis nach eil dearbhadh ann tro dheuchainnean. Tha roinneadh lùtha a’ ciallachadh sgaoileadh co-ionnan lùtha.

KE = lùth cineatach eadar-theangachaidh cuibheasach mholacilean gas (Joule)

k = cunbhalach Boltzmann = 1.38 x 10^-23 J/K

T = teòthachd iomlan moileciuil a’ ghasa air leth (Kelvin)

Leugh tuilleadh

A bharrachd air cuideam, is e teòthachd (T) aon de na meudan a tha ag innse nàdar macrascopach gas. Co-aontar cuideam gas:

Leugh tuilleadh

An kTha teòiridh cineatach ag ràdh gu bheil a h-uile stuth air a dhèanamh suas de dadaman no moileciuilean agus gu bheil an dadam no am moileciuil a’ gluasad gu leantainneach gun chùram. Tha am barail seo de theòiridh cineatach a’ freagairt ri suidheachadh agus staid an dadam no moileciuil den phàirt gasach. Tha an fheachd tarraing eadar na dadaman no na moileciuilean a tha a’ dèanamh suas a’ ghas lag gus am faod na dadaman no na moileciuilean gluasad gu saor.

Leugh tuilleadh

Artaigil lagh Boyle, lagh Teàrlaich, lagh Gay-Lussac

Lagh Boyle

Rinn Robert Boyle (1627-1691) deuchainnean gus sgrùdadh a dhèanamh air a’ cheangal chainníomach eadar cuideam gas agus meud. Bithear a’ dèanamh an deuchainn seo le bhith a’ cur meud sònraichte de ghas a-steach do shoitheach dùinte. Gus an deach dòigh-obrach mhath a lorg, fhuair e a-mach ma bhiodh teòthachd a’ ghasa air a cumail seasmhach, nuair a bhiodh cuideam a’ ghasa ag àrdachadh, gum biodh meud a’ ghasa air a lùghdachadh. San aon dòigh, nuair a bhios cuideam a’ ghasa a’ lùghdachadh, bidh meud a’ ghasa ag àrdachadh. Tha cuideam gas co-rèireach gu neo-dhìreach ri meud a’ ghasa. Canar Lagh Boyle ris a’ cheangal seo. Gu matamataigeach:

Leugh tuilleadh

Chan eil laghan gas Boyle, lagh Charles agus lagh Gay-Lussac a’ buntainn ris a h-uile suidheachadh gas, agus mar sin tha ar mion-sgrùdadh a’ fàs nas duilghe. Mar sin, tha sinn a’ taisbeanadh modail a’ ghàis air leth. Chan eil gas air leth ann am beatha làitheil; is e an gas air leth an cruth foirfe airson mion-sgrùdadh a dhèanamh nas fhasa. Tha a’ bhun-bheachd seo den ghas air leth cuideachd gar cuideachadh gu mòr ann a bhith a’ sgrùdadh a’ chàirdeis eadar trì laghan a’ ghàis.

An dàimh eadar teòthachd, meud, agus cuideam gas

Le bhith a’ toirt iomradh air na trì laghan gas gu h-àrd, is urrainn dhuinn dàimh nas coitcheann a lorg eadar teòthachd, meud, agus cuideam gas.

Leugh tuilleadh

Chan urrainn don aithris shònraichte air an dàrna lagh de theirm-eòlas cunntas a thoirt air a h-uile pròiseas neo-atharrachail, agus mar sin feumaidh sinn aithris choitcheann. Thathar an dùil gun mìnich an aithris choitcheann seo a h-uile pròiseas neo-atharrachail a tha a’ tachairt anns a’ chruinne-cè. Chaidh an aithris choitcheann air an dàrna lagh de theirm-eòlas a chruthachadh ann am meadhan an naoidheamh linn deug, tro mheud ris an canar entropy (S). Chaidh entropy a thoirt a-steach an toiseach le Clausius agus chaidh a chruthachadh bhon chearcall Carnot (einnsean caloric foirfe). A rèir Clausius, bidh siostam a’ faighinn atharrachaidhean entropy nuair a gheibh an siostam teas a bharrachd (Q) aig teòthachd seasmhach, a tha air a riochdachadh leis a’ cho-aontar:

Leugh tuilleadh

Artaigil mu cho-èifeachd coileanaidh an inneil fuarachaidh

'S e inneal fuarachaidh inneal a bheir teas bho àite aig teòthachd ìosal, agus an uairsin ga ghluasad gu àite aig teòthachd àrd. Gus am bi am pròiseas seo a' tachairt, feumaidh an inneal an obair a dhèanamh oir tha an teas a' sruthadh gu nàdarrach bho theodhachd àrd gu teòthachd ìosal. Tha seo a rèir aithris Clausius:

Tha e do-dhèanta do inneal fuarachaidh teas a ghluasad bho àite aig teòthachd ìosal gu àite aig teòthachd àrd, gun obair (An dàrna lagh de theirmidinimic - aithris Clausius).

Bidh an inneal ag obair (W) gus teas a ghluasad, bho theodhachd ìosal (Q_L) gu teòthachd àrd (Q_H). Stèidhichte air glèidhteachas lùtha, Q_L + W = Q_H.

Leugh tuilleadh