Osnovni tutorijali iz fizike

Kako bi objasnili nepovratne termodinamičke procese, znanstvenici su formulirali drugi zakon termodinamike. Drugi zakon termodinamike objašnjava koji se procesi mogu odvijati u svemiru, a koji se ne mogu. Jedan znanstvenik po imenu RJE Clausius (1822.-1888.) dao je sljedeću izjavu:

Toplina se prirodno prenosi s objekata visoke temperature na objekte niske temperature; toplina se prirodno ne prenosi s objekata niske temperature na objekte visoke temperature (Drugi zakon termodinamike - Clausiusova tvrdnja).

Clausiusova tvrdnja jedna je od posebnih tvrdnji drugog zakona termodinamike. Naziva se posebnom tvrdnjom jer se odnosi samo na jedan proces, a to je prijenos topline. Budući da ova tvrdnja nije povezana s drugim procesima, potrebna nam je općenitija tvrdnja. Razvoj opće tvrdnje drugog zakona termodinamike temelji se na proučavanju toplinskih motora. Stoga prvo raspravljamo o toplini motora.

Pročitaj više

Članak Termodinamički procesi: Izotermni Adijabatski Izohorički Izobarični

Postoje četiri termodinamička procesa, a to su izotermni, izohorni, izobarni i adijabatski procesi.

Izotermni proces (konstantna temperatura)

U izotermnom procesu, temperatura sustava se održava konstantnom. Teoretski, analizirani sustav je idealni plin. Temperatura idealnog plina izravno je proporcionalna idealnoj unutarnjoj energiji plina (U = 3/2 n RT). T se ne mijenja, pa se ni U ne mijenja. Dakle, ako se primijeni na izotermni proces, prvi zakon termodinamičke jednadžbe postaje:

Pročitaj više

Termodinamički proces

Toplina (Q) je energija koja se kreće s jednog objekta na drugi zbog temperaturne razlike. Što se tiče sustava i okolina, toplina je energija koja se kreće iz sustava u okolinu ili energija koja se kreće iz okoline u sustav zbog temperaturne razlike. Ako je temperatura sustava viša od temperature okoline, toplina će teći iz sustava u okolinu. Ako je temperatura okoline viša od temperature sustava, tada toplina teče iz okoline u sustav.

Toplina (Q) je energija koja se kreće zbog temperaturne razlike, dok je rad (W) povezan s prijenosom energije putem rada. Na primjer, ako sustav obavlja rad na okolini, tada se energija kreće iz sustava u okolinu. Obrnuto, ako okolina obavlja rad na sustavu, tada se energija kreće iz okoline u sustav.

Pročitaj više

Neelastični sudari

Zakon o očuvanju kinetičke energije ne primjenjuje se u neelastičnim sudarima. Zakon o očuvanju količine gibanja primjenjuje se u neelastičnim sudarima samo ako na dva tijela koja se sudaraju ne djeluje vanjska sila. U neelastičnom sudaru, dva tijela se drže zajedno ili su pričvršćena jedno za drugo nakon sudara.

Primjer pitanja 1.

Dva tijela imaju istu masu, naime 1 kg. Tijelo 1 kreće se po ravnoj ravnini brzinom od 10 m/s i sudara se s tijelom dva koje miruje. Nakon sudara, dva tijela se drže jedno za drugo. Kolika je brzina dva tijela nakon sudara?

Pročitaj više

Djelomično elastični sudari

U djelomično elastičnim sudarima primjenjuje se zakon o očuvanju količine gibanja, dok se zakon o očuvanju kinetičke energije ne primjenjuje. U trenutku sudara, dio kinetičke energije pretvara se u zvučnu energiju, toplinsku energiju i unutarnju energiju. Upotreba riječi elastično označava da se nakon sudara dva tijela ne lijepe jedno za drugo, već se odbijaju.

Primjer djelomično elastičnog sudara je jednodimenzionalni sudar dviju klikera ili dviju biljarskih kugli.

Pročitaj više

Očuvanje linearnog momenta

Zakon očuvanja linearnog momenta kaže da ako ne postoji vanjska sila koja djeluje na dva tijela koja se sudaraju, moment tijela prije sudara jednak je momentu tijela nakon sudara.

p1 + p2 ₌ p1 _' + p2 _' ……………………….. Jednadžba _1.4

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = m ₁ v ₁ ' + m ₂ v ₂ '

Ako se nakon sudara oba objekta zalijepe zajedno,

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

Pročitaj više

Idealno elastični sudari

Sudar dvaju objekata naziva se savršeno elastičnim sudarom ako je moment ili kinetička energija svakog objekta prije sudara jednak momentu i kinetičkoj energiji svakog objekta nakon sudara. Drugim riječima, zakon očuvanja momenta i zakon očuvanja kinetičke energije primjenjuju se u savršeno elastičnim sudarima. Upotreba riječi elastično označava da se nakon sudara dva objekta ne lijepe zajedno ili nisu pričvršćena jedno za drugo, već se odbijaju. Moment svakog objekta je očuvan.

Impuls svakog objekta je očuvan.

Pročitaj više

Princip rada i mehaničke energije

Teorem o radu i kinetičkoj energiji kaže da je neto rad ili rad koji izvrši neto sila jednak promjeni kinetičke energije.

W _neto = TO _t – TO _o = 1⁄2 m(v _t ² – v _o ² )

W _neto = Postoje dvije vrste sila, i to konzervativna sila i nekonzervativna sila. Stoga se neto rad može smatrati sastavljenim od rada koji obavlja konzervativna sila i rada koji obavlja nekonzervativna sila.

W _c + W _nc = ΔKE

Pročitaj više

Rad koji obavljaju konzervativne sile Potencijalna energija

Promatrajte objekt koji se kreće vertikalno prema gore, a zatim se vraća u početni položaj nakon što dostigne maksimalnu visinu. Kada se objekt kreće vertikalno prema gore, težina vrši negativni rad na objektu. Kada se objekt kreće prema gore, visina objekta se povećava. Stoga se povećava i gravitacijska potencijalna energija objekta. Može se zaključiti da je negativni rad koji vrši težina jednak povećanju gravitacijske potencijalne energije (PE) objekta.

Pročitaj više

Konzervativna sila i nekonzervativna sila

1. Konzervativna snaga

1.1 Težina (w)

Promatrajte objekt koji se pomiče okomito prema gore dok ne dostigne maksimalnu visinu prije nego što se pomiče prema dolje prema svom početnom položaju. Pri pomicanju okomito prema gore za h, težina je u suprotnom smjeru od smjera pomaka. Dakle, težina vrši negativni rad na objektu. 

W = wh (cos 180 ^o ) = – wh = – mgh

Nakon što dostigne maksimalnu visinu, objekt se pomiče prema dolje prema svom početnom položaju za h. Pri kretanju prema dolje, težina je u istom smjeru kao i pomak. Budući da je u istom smjeru kao i pomak, težina obavlja pozitivan rad.

Pročitaj više