Gurumuda mreže
Vlažnost zraka izražava količinu vodene pare u zraku. Kada pada kiša, atmosfera je vrlo vlažna jer u zraku ima puno vodene pare. Obrnuto, ako je vodene pare u zraku vrlo malo, zrak je suh. Količina vodene pare u zraku izražava se relativnom vlagom.
Relativna vlažnost je omjer parcijalnog tlaka pare i tlaka zasićene vodene pare pri određenoj temperaturi (para je vodena para). Relativna vlažnost izražava se u postocima, matematički formulirano:
Ako pažljivo pogledamo, u početku se može vidjeti dim od izgaranja. Nakon nekog vremena, dim se ne može vidjeti. Jeste li koristili parfem? Čak i ako prskate parfem u sobi, i drugi ljudi koji su izvan kuće mogu osjetiti miris parfema. Ako majka kuha ukusnu i primamljivu hranu u kuhinji, miris kuhanja može se osjetiti i iz susjedove kuće. Zašto je to tako?
Postoje mnogi drugi primjeri. Ako stavite nekoliko kapi tinte u čašu s čistom vodom, tinta ili prehrambena boja će se ravnomjerno rasporediti po vodi. To se događa automatski. Neki prethodni primjeri su difuzijski događaji koji se često doživljavaju u svakodnevnom životu. Difuzija je proces premještanja tvari iz visoke u nisku koncentraciju. Pod koncentracijom se podrazumijeva broj molekula/molova tvari po volumenu. Mjesto visoke koncentracije je mjesto gdje postoji mnogo molekula tvari po volumenu. Suprotno tome, niske koncentracije su mjesta gdje postoji malo molekula po volumenu.
Energija u idealnom monatomskom plinu
Energija u monatomskom idealnom plinu je ukupna količina translacijske kinetičke energije molekula monatomskog idealnog plina. Ukupna količina translacijske kinetičke energije molekula idealnog plina = umnožak prosječne translacijske kinetičke energije svake molekule i broja molekula (N). Matematički:
Teorem o jednakoj raspodjeli energije teoretski je izveo Clerk Maxwell koristeći statističku mehaniku. Naziva se teoremom jer ne postoji dokaz eksperimentiranjem. Raspodjela energije znači jednaku raspodjelu energije.
KE = prosječna translacijska kinetička energija molekula plina (džuli)
k = Boltzmannova konstanta = 1.38 x 10⁻²⁻³ J/K
T = apsolutna temperatura molekule idealnog plina (Kelvin)
Uz tlak, jedna od veličina koja opisuje makroskopsku prirodu plina je temperatura (T). Jednadžba tlaka plina:
Kinetička teorija tvrdi da se svaka tvar sastoji od atoma ili molekula i da se atomi ili molekule kontinuirano i bezbrižno kreću. Ova pretpostavka kinetičke teorije odgovara situaciji i stanju atoma ili molekule plinovitog sastojka. Sila privlačenja između atoma ili molekula koje čine plin je slaba tako da se atomi ili molekule mogu slobodno kretati.
Članak Boyleov zakon, Charlesov zakon, Gay-Lussacov zakon
Boyleov zakon
Robert Boyle (1627.-1691.) provodio je eksperimente kako bi istražio kvantitativni odnos između tlaka plina i volumena. Ovaj eksperiment provodi se umetanjem određene količine plina u zatvorenu posudu. Do prilično dobrog pristupa, otkrio je da ako se temperatura plina održava konstantnom, tada se kada se tlak plina poveća, volumen plina smanji. Slično tome, kada se tlak plina smanji, volumen plina se poveća. Tlak plina je obrnuto proporcionalan volumenu plina. Ovaj odnos poznat je kao Boyleov zakon. Matematički:
Boyleov, Charlesov i Gay-Lussacov plinski zakoni ne primjenjuju se na sve plinske uvjete, pa naša analiza postaje teža. Stoga je predstavljen model idealnog plina. Idealni plin ne postoji u svakodnevnom životu; idealni plin je samo savršeni oblik koji olakšava analizu. Postojanje ovog koncepta idealnog plina također nam stvarno pomaže u pregledu odnosa između tri plinska zakona.
Odnos između temperature, volumena i tlaka plina
Pozivajući se na tri gore navedena zakona o plinovima, možemo izvesti općenitiji odnos između temperature, volumena i tlaka plina.
Specifična tvrdnja drugog zakona termodinamike ne može opisati sve nepovratne procese, stoga nam je potrebna opća tvrdnja. Očekuje se da će ova opća tvrdnja objasniti sve nepovratne procese koji se događaju u svemiru. Opća tvrdnja drugog zakona termodinamike formulirana je sredinom devetnaestog stoljeća, pomoću veličine nazvane entropija (S). Entropiju je prvi uveo Clausius, a formulirala ju je iz Carnotovog ciklusa (savršenog kaloričkog motora). Prema Clausiusu, promjene entropije doživljava sustav kada sustav dobiva dodatnu toplinu (Q) pri konstantnoj temperaturi, što je predstavljeno jednadžbom:
Članak o koeficijentu učinka rashladnog stroja
Rashladni stroj je stroj koji uzima toplinu s mjesta niske temperature, a zatim je prenosi na područje visoke temperature. Da bi se taj proces dogodio, stroj mora obaviti rad jer toplina prirodno prelazi s visoke na nisku temperaturu. To je prema Clausiusovoj tvrdnji:
Nemoguće je da rashladni stroj prenosi toplinu s mjesta niske temperature na mjesto visoke temperature bez rada (Drugi zakon termodinamike - Clausiusova tvrdnja).
Stroj radi (W) kako bi prenio toplinu s niske temperature (QL ) na visoku temperaturu (QH ) . Na temelju zakona o očuvanju energije, QL + W = QH.