הדרכות פיזיקה בסיסיות

אם נסתכל היטב, ניתן לראות בתחילה את העשן מהבעירה. לאחר זמן מה, לא ניתן לראות את העשן. האם השתמשת בבושם? למרות שמרסס בושם בחדר, אנשים אחרים שנמצאים מחוץ לבית יכולים גם הם להרגיש את ניחוח הבושם. אם האם מבשלת אוכל טעים ומעורר תיאבון במטבח, ניתן להרגיש את ניחוח הבישול גם מבית השכן. מדוע?

ישנן דוגמאות רבות אחרות. אם תשימו כמה טיפות של דיו בכוס המכילה מים צלולים, דיו או צבע מאכל יתפזרו באופן שווה בכל המים. זה קורה באופן אוטומטי. כמה דוגמאות קודמות הן אירועי דיפוזיה שחווים לעתים קרובות בחיי היומיום. דיפוזיה היא תהליך של העברת חומרים מריכוז גבוה לריכוז נמוך. הכוונה בריכוז היא מספר המולקולות/מולות של חומר לכל נפח. מקום עם ריכוז גבוה הוא מקום שבו ישנן מולקולות רבות של חומרים לכל נפח. לעומת זאת, ריכוזים נמוכים הם מקומות שבהם ישנן מעט מולקולות לכל נפח.

קראו עוד

אנרגיה בגז אידיאלי חד-אטומי

האנרגיה בגז האידיאלי המונו-אטומי היא הכמות הכוללת של אנרגיית הקינטית התרגומית של מולקולות הגז האידיאלי המונו-אטומיות. הכמות הכוללת של אנרגיית הקינטית התרגומית של מולקולות הגז האידיאלי = המכפלה של אנרגיית הקינטית התרגומית הממוצעת של כל מולקולה ומספר המולקולות (N). מתמטית:

קראו עוד

משפט חלוקת האנרגיה נגזר תיאורטית על ידי קלרק מקסוול באמצעות מכניקה סטטיסטית. הוא נקרא משפט מכיוון שאין הוכחה באמצעות ניסויים. חלוקת האנרגיה פירושה חלוקה שווה של אנרגיה.

KE = אנרגיית קינטית ממוצעת של מולקולות גז (ג'אול)

k = קבוע בולצמן = 1.38 x 10^-23 J/K

T = הטמפרטורה המוחלטת של מולקולת הגז האידיאלית (קלווין)

קראו עוד

בנוסף ללחץ, אחד הגדלים המגדירים את אופיו המקרוסקופי של גז הוא הטמפרטורה (T). משוואת לחץ הגז:

קראו עוד

הקinetic theory states that every substance consists of atoms or molecules and that the atom or molecule moves continuously carelessly. This assumption of kinetic theory matches the situation and condition of the atom or molecule of the gas constituent. The force of attraction between the atoms or molecules making up the gas is feeble so that atoms or molecules can move freely.

קראו עוד

מאמר חוק בויל, חוק צ'ארלס, חוק גיי-לוסאק

חוק בויל

רוברט בויל (1627-1691) ערך ניסויים כדי לחקור את הקשר הכמותי בין לחץ גז לנפח. ניסוי זה מבוצע על ידי הכנסת כמות מסוימת של גז לתוך מיכל סגור. עד לגישה טובה למדי, הוא גילה שאם טמפרטורת הגז נשמרה קבועה, אז כאשר לחץ הגז עולה, נפח הגז מופחת. באופן דומה, כאשר לחץ הגז יורד, נפח הגז עולה. לחץ הגז הוא ביחס הפוך לנפח הגז. קשר זה ידוע בשם חוק בויל. מבחינה מתמטית:

קראו עוד

חוקי הגז של בויל, חוק צ'ארלס וחוק גיי-לוסאק אינם חלים על כל תנאי הגז, ולכן הניתוח שלנו הופך לקשה יותר. לכן, מוצג מודל הגז האידיאלי. גז אידיאלי אינו קיים בחיי היומיום; הגז האידיאלי הוא הצורה המושלמת להקל על הניתוח. קיומו של מושג הגז האידיאלי הזה גם עוזר לנו מאוד בבחינת הקשר בין שלושת חוקי הגז.

הקשר בין טמפרטורה, נפח ולחץ גז

על ידי התייחסות לשלושת חוקי הגזים לעיל, נוכל להסיק קשר כללי יותר בין טמפרטורה, נפח ולחץ גז.

קראו עוד

ההצהרה הספציפית של החוק השני של התרמודינמיקה אינה יכולה לתאר את כל התהליכים הבלתי הפיכים, לכן אנו זקוקים להצהרה כללית. הצהרה כללית זו צפויה להסביר את כל התהליכים הבלתי הפיכים המתרחשים ביקום. ההצהרה הכללית של החוק השני של התרמודינמיקה נוסחה באמצע המאה התשע עשרה, באמצעות גודל הנקרא אנטרופיה (S). אנטרופיה הוצגה לראשונה על ידי קלאוזיוס ונוסחה ממעגל קרנו (מנוע קלורי מושלם). על פי קלאוזיוס, שינויים באנטרופיה חווים מערכת כאשר המערכת מקבלת חום נוסף (Q) בטמפרטורה קבועה, המיוצגת על ידי המשוואה:

קראו עוד

מאמר על מקדם הביצועים של מכונת קירור

מכונת קירור היא מכונה שלוקחת חום ממקום בעל טמפרטורה נמוכה, ואז מעבירה אותו לאזור בעל טמפרטורה גבוהה. כדי שתהליך זה יקרה, המכונה חייבת לבצע את העבודה מכיוון שהחום זורם באופן טבעי מטמפרטורה גבוהה לטמפרטורה נמוכה. כך עולה מההצהרה של קלאוזיוס:

בלתי אפשרי עבור מכונת קירור להעביר חום ממקום בעל טמפרטורה נמוכה למקום בעל טמפרטורה גבוהה, ללא עבודה (החוק השני של התרמודינמיקה - משפט קלאוזיוס).

המכונה פועלת (W) כדי להעביר חום, מטמפרטורה נמוכה (Q_L) לטמפרטורה גבוהה (Q_H). בהתבסס על שימור אנרגיה, Q_L + W = Q_H.

קראו עוד

To find out how to increase the efficiency of החום engine, a French scientist named Sadi Carnot (1796-1832) examined an ideal theoretical caloric machine in 1824. At that time, the first law of thermodynamics had not been formulated, nor the second law of thermodynamics. The first law has not been formulated because scientists do not yet know that heat is energy. After Joule and his colleagues experimented in the 1830s, scientists discovered heat is energy that moves due to temperature differences. So, the first law of thermodynamics was formulated after 1830. Sadi Carnot had been researching the theoretical ideal caloric engine in 1824. His research was actually to increase the efficiency of the steam engine. Most steam engines of that time were less efficient.

קראו עוד