Gurumuda netkerfi
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:
Ef við lítum vel sést fyrst reykurinn frá brunanum. Eftir smá stund sést hann ekki lengur. Hefurðu notað ilmvatn? Jafnvel þótt þú úðir ilmvatni í herberginu geta aðrir sem eru utan heimilisins líka fundið ilminn af ilmvatninu. Ef móðirin eldar ljúffengan og girnilegan mat í eldhúsinu má einnig finna ilminn af matreiðslunni frá húsi nágrannans. Af hverju er það?
Það eru mörg önnur dæmi. Ef þú setur nokkra dropa af bleki í glas sem inniheldur tært vatn, mun blek eða matarlitur dreifast jafnt um vatnið. Þetta gerist sjálfkrafa. Nokkur fyrri dæmi eru dreifingaratburðir sem oft eiga sér stað í daglegu lífi. Dreifing er ferlið við að færa efni úr háum styrk í lágan styrk. Það sem átt er við með styrk er fjöldi sameinda/móls af efni á rúmmáli. Staður með háum styrk er staður þar sem eru margar sameindir af efnum á rúmmáli. Aftur á móti eru lágir styrkir staðir þar sem eru fáar sameindir á rúmmáli.
Orka í einstofna hugsjóngasi
Orkan í einstofna hugsjóngasinu er heildarmagn þýðingarhreyfiorku einstofna hugsjóngassameindanna. Heildarmagn þýðingarhreyfiorku hugsjóngassameindanna = margfeldi meðalþýðingarhreyfiorku hverrar sameindar og fjölda sameinda (N). Stærðfræðilega:
Orkujafnvægisreglan var fræðilega útleidd af Clerk Maxwell með tölfræðilegri aflfræði. Hún er kölluð regla því engar sannanir eru fyrir henni með tilraunum. Orkujafnvægisreglan þýðir jöfn dreifing orkunnar.
KE = meðaltal hreyfiorku gassameinda (Joule)
k = Boltzmanns fasti = 1.38 x 10-23 J/K
T = alhitastig hugsjónargassameindarinnar (Kelvin)
Auk þrýstings er hitastig (T) ein af stærðunum sem lýsir makróskópískum eðli gass. Jafna fyrir gasþrýsting:
Hreyfifræðin segir að hvert efni sé samsett úr atómum eða sameindum og að atómin eða sameindirnar hreyfist stöðugt og kærulaust. Þessi forsenda hreyfifræðinnar passar við aðstæður og ástand atómsins eða sameindarinnar í gasinu. Aðdráttarkrafturinn milli atómanna eða sameindanna sem mynda gasið er veikur svo að atómin eða sameindirnar geti hreyfst frjálslega.
Grein um lögmál Boyle, lögmál Charles og lögmál Gay-Lussac
Lögmál Boyle
Robert Boyle (1627-1691) framkvæmdi tilraunir til að kanna megindlega tengslin milli gasþrýstings og rúmmáls. Þessi tilraun er framkvæmd með því að setja ákveðið magn af gasi í lokað ílát. Þar til nokkuð góð aðferð fannst, komst hann að því að ef gashitastigið var haldið stöðugu, þá minnkaði gasrúmmálið þegar gasþrýstingurinn jókst. Á sama hátt, þegar gasþrýstingurinn lækkar, eykst gasrúmmálið. Gasþrýstingur er í öfugu hlutfalli við gasrúmmálið. Þetta samband er þekkt sem lögmál Boyle. Stærðfræðilega:
Gaslögmál Boyle, Charles-lögmálsins og Gay-Lussac-lögmálsins eiga ekki við um allar gasaðstæður, þannig að greining okkar verður erfiðari. Þess vegna kynnum við líkanið fyrir kjörgas. Kjörgas er ekki til í daglegu lífi; kjörgas er hin fullkomna mynd til að auðvelda greiningu. Tilvist þessa hugtaks um kjörgas hjálpar okkur einnig mjög að skoða tengslin milli þriggja gaslögmálanna.
Sambandið milli hitastigs, rúmmáls og gasþrýstings
Með því að vísa til þriggja gaslögmálanna hér að ofan getum við leitt út almennara samband milli hitastigs, rúmmáls og gasþrýstings.
Sértæk fullyrðing annars lögmáls varmafræðinnar getur ekki lýst öllum óafturkræfum ferlum, þannig að við þurfum almenna fullyrðingu. Þessi almenna fullyrðing á að útskýra öll óafturkræf ferli sem eiga sér stað í alheiminum. Almenna fullyrðing annars lögmáls varmafræðinnar var sett fram um miðja nítjándu öld með stærð sem kallast entropía (S). Entropía var fyrst kynnt af Clausius og var sett fram út frá Carnot-hringnum (fullkominni hitaeiningu). Samkvæmt Clausius verða breytingar á entropíu í kerfi þegar það fær viðbótarhita (Q) við fast hitastig, sem er táknað með jöfnunni:
Grein um afkastastuðul kælivélarinnar
Kælivél er vél sem tekur varma frá lághitasvæði og flytur hann síðan yfir á svæði með háan hita. Til þess að þetta ferli geti átt sér stað verður vélin að vinna verkið því hitinn streymir náttúrulega frá háhita til lágs hita. Þetta er samkvæmt fullyrðingu Clausiusar:
Það er ómögulegt fyrir kælivél að flytja varma frá lághitastað til háhitastaðar án vinnu (önnur lögmál varmafræðinnar - fullyrðing Klausiusar).
Vélin vinnur (W) að því að flytja varma, frá lágu hitastigi (QL ) til hás hitastigs (QH ) . Miðað við varðveislu orku er QL + W = QH.