Grunnkennsla í eðlisfræði

Article about Thermometers and temperature scales

1. Hitamælar

The tool designed to measure temperature is a thermometer. There are many types of thermometers, but the working principle is the same. Usually, we use thermometric objects, the nature of matter that changes with temperature. If the temperature of the object changes, the shape, and size of the object also changes. Most thermometers use objects that can expand or shrink when the temperature changes. Thermometers that are often used consist of glass tubes, where there is alcohol or mercury in the center of the tube. When the temperature increases, alcohol or mercury in the container expands so that the length of the alcohol or mercury column increases. Conversely, when the temperature decreases, the length of the alcohol or mercury column decreases. On the outside of the glass tube, there are numbers which are the scale of the thermometer. The number shown by the upper end of the alcohol or mercury column states the value of the temperature of the object being measured.

Lesa meira

Grein um núlllögmál varmafræðinnar

Hingað til höfum við aðeins fylgst með hitajafnvægi tveggja hluta sem eru í snertingu við hvor annan.

Til að skilja hugtakið varmajafnvægi nánar skulum við skoða þrjá hluti (t.d. hluti A, hlut B og hluti C). Til dæmis snerta hlutur B og hlutur C ekki hvor annan, en hlutur A er í snertingu við hlut B og hlutur A er í snertingu við hlut C. Skoðið myndina hér að neðan. Þar sem hlutur A og hlutur B eru í varmajafnvægi hvor við annan, fyrir utan hlutinn B, eru þeir í varmajafnvægi, þá eru hlutur A og hlutur C einnig í varmajafnvægi. Eru hlutir B og C sem snerta ekki hvor annan einnig í varmajafnvægi? Ef við notum aðeins rökfræði getum við sagt að hlutur B og hlutur C séu einnig í varmajafnvægi, jafnvel þótt þeir séu ekki í snertingu. Hlutur A og hlutur B eru í varmajafnvægi, sem þýðir að hitastig hlutar A = hitastig hlutar B.

Lesa meira

Article about Definition of temperature and thermal equilibrium

Definition of temperature

Ever touched ice? What do you feel when your hands touch ice? What if what you touch is fire? When touching ice, your hands feel cold, when you touch the fire, your hands feel hot. Hot, warm, cool, cold states what?

The concept of temperature starts from the heat and cold experienced by our sense of touch. Based on what is felt by the sense of touch, we say an object is hotter than another object or an object is cooler than another. Hot objects have higher temperatures, while cold objects have lower temperatures. The cooler an object, the lower the temperature. Conversely, the hotter an object, the higher the temperature. The size of the heat or cold of an object is called temperature. In the subject of gas kinetic theory, you will understand more deeply the definition of temperature; what happens to the molecules from an object so that it can feel hot, warm, cool or cold.

Lesa meira

Article about Phases of matter (based on microscopic properties)

In everyday life, we often encounter three different phases of matter. There are solid substances (e.g., stones, iron, etc.), liquids (water, gasoline, etc.) and gas substances (air, etc.). The three-phase of these substances can be distinguished based on their ability to maintain their shape and size.

Solids usually maintain a fixed shape and volume. The liquid does not keep an attached form, but adjusts its way to the container that is occupied. For example, if we put water in a glass, the shape changes like a glass. If water is put into the bathtub, the shape changes like a bathtub. The volume of liquid is typically always fixed. A glass of water if it is placed in a bath, the amount of water remains in a glass. The shape of the water can change, but the size never varies. Keep in mind that the number of solids and liquids can change if given a considerable force.

Lesa meira

Article about Atomic theory and kinetic theory

Atomic theory

For thousands of years, the ancient Greeks believed that every pure substance (such as gold, iron, etc.) consisted of atoms. According to them, if a pure substance is cut into small pieces, then the tiny parts are cut again, then cut back… and so on, then there will be the smallest pieces that cannot be cut again. The smallest pieces that cannot be cut again are called atoms. Atom means “cannot be divided” (Greek language)

At that time, the atom is considered to be no longer divided. But later some scientists discovered electrons and atomic nuclei (protons and neutrons) so that the assumption that atoms could not be subdivided was wrong. So, atoms consist of electrons (negatively charged) and atomic nuclei. Electrons circle the nucleus. Inside the nucleus, there are protons (positively charged) and neutrons (neutral or not charged).

Lesa meira

Grein um breytingar á fasa á gagnrýninni hitastigsþrefalda punkti

Í umræðu um lögmál kjörgassins hefur verið útskýrt að lögmál kjörgassins lýsi hegðun raunverulegs gass nákvæmlega aðeins þegar þrýstingur og eðlisþyngd þess eru ekki of mikil. Ef þrýstingur og eðlisþyngd þess eru nógu mikil gefur lögmál kjörgassins ónákvæmar niðurstöður, á sama hátt þegar hitastig raunverulegs gass nálgast suðumark. Þetta tengist víxlverkunum sem eiga sér stað milli raunverulegra gassameinda. Gasþrýstingur er í öfugu hlutfalli við rúmmál gassins. Þegar gasþrýstingurinn er nógu mikill minnkar rúmmál gassins. Vegna þess að rúmmál gassins er lítið minnkar fjarlægðin milli gassameindanna. Þegar fjarlægðin milli sameindanna minnkar draga sameindirnar hver að annarri. Það er eins og þegar þú setur járnbút á segul. Ef fjarlægðin milli segulsins og járnsins er nógu mikil getur segullinn ekki dregið járn. En ef fjarlægðin milli segulsins og járnsins er lítil, þá dregurst járnið nær.

Lesa meira

Van der Walls is the name of a Dutch physicist, J. D. van der Waals (1837-1923). The Van der Waals Equation of State is an equation of state of a gas, similar to The equation of state of an ideal gas. The difference is, The equation of state of an ideal gas cannot provide accurate results if the pressure and density of real gas are large enough. Whereas The Van der Waals Equation of State can produce more accurate results.

The existence of this equation originated from Van der Waals, who realized the limitations of the equation of state of an ideal. Waals, modify the equation of state of the ideal gas, by adding several factors that also influence the real gas condition, when the pressure and density of the real gas are large.

Lesa meira

Uppgufunarferlið má útskýra með hreyfifræði. Eins og gassameindir hreyfast vatnssameindir einnig. Munurinn er sá að vatnssameindir geta ekki dreift sér vegna þess að aðdráttaraflið milli sameindanna getur samt haldið þeim saman. Aftur á móti er aðdráttaraflið milli gassameindanna brothætt, þannig að gassameindirnar geta ekki runnið saman. Þegar vatnssameindir hreyfast hafa þær hraða. Það eru vatnssameindir sem hafa mikinn hraða; það eru líka vatnssameindir sem hafa lítinn hraða. Dreifing hraða vatnssameindarinnar líkist Maxwell-dreifingunni.

Uppgufun á sér stað þegar hraði vatnssameindanna er nógu mikill til að aðdráttaraflið milli þeirra geti ekki haldið þeim saman. Líkt og eldflaugar sem fara út í geiminn, er hraði eldflaugar nógu mikill til að þyngdarkraftur jarðar geti ekki haldið henni á jörðinni. Athugið að aðeins sameindir með mikinn hraða komast undan aðdráttaraflið milli sameindanna. Sameindir með lítinn hraða haldast saman eins og vatn.

Lesa meira

Suða er ferli þar sem vökva breytist í gas. Suða á sér stað þegar mettaður gufuþrýstingur er jafn loftþrýstingnum (loftþrýstingur = andrúmsloftsþrýstingur). Við ræðum aðeins um sjóðandi vatn. Mettaður gufuþrýstingur vatns er í beinu hlutfalli við hitastig vatnsins, því hærra sem vatnshitinn er, því hærri er þrýstingur mettaðrar gufu. Þegar við hitum vatn birtast venjulega litlar loftbólur á botni ílátsins. Tilvist loftbóla gefur til kynna breytingu vökva í gas. Ef mettaður gufuþrýstingur í loftbólunni er minni en loftþrýstingurinn að utan, mun loftbólan skreppa saman og sundrast áður en hún nær yfirborðinu. Loftbólur eyðileggjast vegna þess að þrýstikraftur ytra loftsins er hærri en þrýstikraftur gufunnar inni í loftbólunni. Ytra loftþrýstingurinn er hærri en gufuþrýstingurinn í loftbólunni þannig að ytra loftið hefur meiri kraft (P = F / A).

Lesa meira

Rakastig segir til um magn vatnsgufu í loftinu. Þegar rignir er andrúmsloftið mjög rakt vegna þess að það er mikið af vatnsgufu í loftinu. Aftur á móti, ef vatnsgufan í loftinu er mjög lítil, er loftið þurrt. Magn vatnsgufu í loftinu er gefið upp með rakastigi.

Hlutfallslegur raki er hlutfallið milli hlutaþrýstings gufu og þrýstings mettaðrar vatnsgufu við ákveðið hitastig (gufa er vatnsgufa). Hlutfallslegur raki er tjáður í prósentum, stærðfræðilega formúleraður:

Lesa meira