Հիմնական ֆիզիկայի ձեռնարկներ

Անդառնալի թերմոդինամիկական պրոցեսները բացատրելու համար գիտնականները ձևակերպեցին թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը: Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը բացատրում է, թե ինչ պրոցեսներ կարող են տեղի ունենալ տիեզերքում, և ինչ պրոցեսներ՝ ոչ: Ռ.Ե. Կլաուզիուս անունով մի գիտնական (1822-1888) հետևյալ հայտարարությունն է արել.

Բնականաբար, ջերմությունը բարձր ջերմաստիճան ունեցող մարմիններից անցնում է ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմիններին, բնականաբար, ջերմությունը ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմիններից չի անցնում բարձր ջերմաստիճան ունեցող մարմիններին (թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենք՝ Կլաուզիուսի պնդումը):

Կլաուզիուսի պնդումը ջերմադինամիկայի երկրորդ օրենքի հատուկ պնդումներից մեկն է։ Այն կոչվում է հատուկ պնդում, քանի որ վերաբերում է միայն մեկ պրոցեսի, որը կապված է ջերմափոխանակման հետ։ Քանի որ այս պնդումը կապված չէ այլ պրոցեսների հետ, մեզ անհրաժեշտ է ավելի ընդհանուր պնդում։ Ջերմադինամիկայի երկրորդ օրենքի ընդհանուր պնդման մշակումը հիմնված է ջերմային շարժիչների ուսումնասիրության վրա։ Հետևաբար, նախ քննարկում ենք շարժիչի ջերմությունը։

Կարդալ ավելին

Հոդված՝ Թերմոդինամիկ պրոցեսներ՝ Իզոթերմ Ադիաբատիկ Իզոքորիկ Իզոբարիկ

Գոյություն ունեն չորս ջերմոդինամիկ պրոցեսներ՝ իզոթերմ, իզոքորիկ, իզոբարիկ և ադիաբատիկ։

Իզոթերմային պրոցես (հաստատուն ջերմաստիճան)

Իզոթերմ պրոցեսում համակարգի ջերմաստիճանը պահպանվում է հաստատուն։ Տեսականորեն, վերլուծվող համակարգը իդեալական գազ է։ Իդեալական գազի ջերմաստիճանը ուղիղ համեմատական ​​է իդեալական ներքին գազի էներգիային (U = 3/2 n RT): T-ն չի փոխվում, հետևաբար U-ն նույնպես չի փոխվում։ Այսպիսով, եթե կիրառվի իզոթերմ պրոցեսի վրա, թերմոդինամիկ հավասարման առաջին օրենքը կդառնա՝

Կարդալ ավելին

Թերմոդինամիկ գործընթաց

Ջերմությունը (Q) այն էներգիան է, որը տեղափոխվում է մեկ օբյեկտից մյուսը՝ ջերմաստիճանի տարբերության պատճառով: Համակարգերի և միջավայրերի մասին խոսելիս ջերմությունը համակարգից միջավայր տեղափոխվող էներգիա է կամ միջավայրից համակարգ տեղափոխվող էներգիա՝ ջերմաստիճանի տարբերության պատճառով: Եթե համակարգի ջերմաստիճանը բարձր է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից, ջերմությունը կհոսի համակարգից դեպի միջավայր: Եթե շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը բարձր է համակարգի ջերմաստիճանից, ապա ջերմությունը հոսում է միջավայրից դեպի համակարգ:

Ջերմությունը (Q) ջերմաստիճանի տարբերության պատճառով շարժվող էներգիա է, մինչդեռ աշխատանքը (W) կապված է աշխատանքի միջոցով էներգիայի փոխանցման հետ։ Օրինակ, եթե համակարգը աշխատանք է կատարում միջավայրի վրա, ապա էներգիան տեղափոխվում է համակարգից միջավայր։ Եվ հակառակը, եթե միջավայրը աշխատանք է կատարում համակարգի վրա, ապա էներգիան տեղափոխվում է միջավայրից համակարգ։

Կարդալ ավելին

Անառաձգական բախումներ

Կինետիկ էներգիայի պահպանման օրենքը կիրառելի չէ ոչ առաձգական բախումների դեպքում: Իմպուլսի պահպանման օրենքը կիրառելի է ոչ առաձգական բախումների դեպքում միայն այն դեպքում, եթե երկու բախվող մարմինների վրա արտաքին ուժ չի ազդում: Անառաձգական բախման դեպքում երկու մարմիններ բախումից հետո կպչում են միմյանց կամ կպչում են միմյանց:

Օրինակ հարց 1։

Երկու մարմիններ ունեն նույն զանգվածը՝ 1 կգ: Մարմին 1-ը շարժվում է հարթ հարթության վրա 10 մ/վ արագությամբ և բախվում է անշարժ վիճակում գտնվող մարմին 2-ի հետ: Բախումից հետո երկու մարմինները կպչում են միմյանց: Որքա՞ն է երկու մարմինների արագությունը բախումից հետո:

Կարդալ ավելին

Մասամբ առաձգական բախումներ

Մասնակի առաձգական բախումների դեպքում կիրառելի է իմպուլսի պահպանման օրենքը, մինչդեռ կինետիկ էներգիայի պահպանման օրենքը՝ ոչ։ Բախման պահին կինետիկ էներգիայի մի մասը վերածվում է ձայնային էներգիայի, ջերմային էներգիայի և ներքին էներգիայի։ «Առաձգական» բառի օգտագործումը ցույց է տալիս, որ բախումից հետո երկու մարմինները չեն կպչում միմյանց, այլ դիպչում են միմյանց։

Մասնակիորեն առաձգական բախման օրինակ է երկու գնդիկների կամ երկու բիլիարդի գնդակների միաչափ բախումը։

Կարդալ ավելին

Գծային իմպուլսի պահպանում

Law of conservation of linear momentum states that if there is no external force acting on two colliding objects, the momentum of the objects before the collision is equal to the momentum of the objects after the collision.

p₁ + էջ₂ = էջ₁ ’ + p₂ ’ ………………….. Equation 1.4

m₁ v₁ + մ₂ v₂ = մ₁ v₁ ' + մ₂ v₂ '

If after collision both objects stick together,

m₁ v₁ + մ₂ v₂ = (մ₁ + մ₂ ) վ'

Կարդալ ավելին

Կատարյալ առաձգական բախումներ

A collision of two objects is called a perfectly elastic collision if the momentum or kinetic energy of each object before the collision is equal to the momentum and kinetic energy of each object after the collision. In other words, the conservation of momentum law and conservation of kinetic energy law are applicable in perfectly elastic collisions. The use of the word elastic signifies that after the collision, the two objects do not stick together or are not attached to each other but bounce off. The momentum of each object is conserved.

The momentum of each object is conserved.

Կարդալ ավելին

Աշխատանքի և մեխանիկական էներգիայի սկզբունքը

The work-kinetic energy theorem states that the net work or the work done by the net force is equal to the change in kinetic energy.

W_ցանց = KE_t – ԴԵՊԻ_o = 1⁄2 m(v_t² - գ_o²)

W_ցանց = There are two types of forces, namely conservative force, and non-conservative force. Thus, net work can be considered to be comprised of the work done by a conservative force and the work done by a non-conservative force.

W_c + Վ_nc = ΔKE

Կարդալ ավելին

Պահպանողական ուժերի կատարած աշխատանքը՝ պոտենցիալ էներգիա

Դիտարկեք մի մարմին, որը ուղղահայաց շարժվում է դեպի վեր, ապա վերադառնում է իր սկզբնական դիրքին՝ առավելագույն բարձրության հասնելուց հետո: Երբ մարմինը ուղղահայաց շարժվում է դեպի վեր, քաշը մարմնի վրա կատարում է բացասական աշխատանք: Երբ մարմինը շարժվում է դեպի վեր, նրա բարձրությունը մեծանում է: Հետևաբար, մարմնի գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիան նույնպես մեծանում է: Կարելի է եզրակացնել, որ քաշի կատարած բացասական աշխատանքը հավասար է մարմնի գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիայի (PE) աճին:

Կարդալ ավելին

Պահպանողական ուժ և ոչ պահպանողական ուժ

1. Պահպանողական ուժ

1.1 Քաշ (քաշ)

Դիտարկեք մի մարմին, որը ուղղահայաց վերև է շարժվում մինչև առավելագույն բարձրության հասնելը, նախքան իր սկզբնական դիրքին իջնելը։ Երբ ուղղահայաց վերև է շարժվում h-ով, քաշը հակառակ ուղղությամբ է տեղաշարժին։ Այսպիսով, քաշը մարմնի վրա կատարում է բացասական աշխատանք։ 

W = wh (cos 180)^o) = – վհ = – մգհ

Առավելագույն բարձրության հասնելուց հետո մարմինը h-ով շարժվում է ներքև՝ դեպի իր սկզբնական դիրքը։ Ներքև շարժվելիս քաշը գտնվում է տեղաշարժի հետ նույն ուղղությամբ։ Քանի որ այն գտնվում է տեղաշարժի հետ նույն ուղղությամբ, քաշը կատարում է դրական աշխատանք։

Կարդալ ավելին