Физикаға қатысты табиғи құбылыстар және т.б. туралы физика мақалалары.
1. Трансформатордың 220 В айнымалы ток желісіне қосылған, сәйкесінше 500 және 5000 орамды бірінші және екінші реттік катушкалары бар. Шығыс кернеуі қандай?
A. 220 вольт
B. 1.100 вольт
C. 2.200 вольт
D. 22.000 вольт
Талқылау
Ван дер Ваальс - голландиялық физигі Дж.Д. ван дер Ваальстың (1837–1923) есімі. Ван дер Ваальс күй теңдеуі шын мәнінде газ күй теңдеуі болып табылады, ол идеал газ күй теңдеуіне ұқсас . Айырмашылығы - идеал газ теңдеуі нақты газдың қысымы мен тығыздығы жеткілікті үлкен болса, дәл нәтижелер бере алмайды. Дегенмен, ван дер Ваальс күй теңдеуі дәлірек нәтижелер бере алады.
Бұл теңдеудің бастауын Ван дер Ваальс алды, ол идеал газ күйінің теңдеуінің шектеулерін мойындады. Ваальс нақты газдың қысымы мен тығыздығы жеткілікті жоғары болған кезде нақты газдың күйіне әсер ететін бірнеше факторларды қосу арқылы идеал газ күйінің теңдеуін өзгертті.
Күйдің критикалық температурасындағы материалдық өзгерістер Үштік нүкте
Идеал газ заңын талқылауда идеал газ заңы нақты газдың қысымы мен тығыздығы тым жоғары болмаған кезде ғана нақты газдың мінез-құлқын дәл сипаттайтыны түсіндірілді. Егер нақты газдың қысымы мен тығыздығы жеткілікті үлкен болса, идеал газ заңы дәл емес нәтижелер береді. Бұл нақты газдың температурасы қайнау температурасына жақындаған кезде де дұрыс.
Бұл шын мәнінде нақты газ молекулалары арасында болатын өзара әрекеттесулермен байланысты. Газ қысымы газ көлеміне кері пропорционал. Газ қысымы жеткілікті жоғары болған кезде, газ көлемі кішірейеді. Газ көлемі аз болғандықтан, газ молекулалары арасындағы қашықтық жақындайды. Молекулалар арасындағы қашықтық жақын болған кезде, молекулалар бір-біріне тартылады. Бұл темір кесегін магнитке жақындатқан кездегіге ұқсас. Егер магнит пен темір арасындағы қашықтық жеткілікті алыс болса, магнит темірді тарта алмайды. Бірақ магнит пен темір арасындағы қашықтық жақын болса, темір жақындайды.
Атом теориясы және кинетикалық теория материалы
Мыңдаған жылдар бойы ежелгі гректер әрбір таза зат (мысалы, таза алтын, таза темір 😉 және т.б.) атомдардан тұрады деп сенген. Олардың ойынша, егер таза зат кішкене бөліктерге кесілсе, онда сол кішкентай бөліктер қайтадан кесіліп, содан кейін қайтадан кесіліп... және тағы да кесіліп, әрі қарай кесілмейтін ең кішкентай бөлік қалады. Әрі қарай кесілмейтін ең кішкентай бөлік атом деп аталған . Атом «бөлінбейді» дегенді білдіреді (грек тілінде).
Сол кезде атомдар бөлінбейді деп есептелген. Алайда, кейінірек ғалымдар электрондар мен атом ядроларын (протондар мен нейтрондарды) ашты, осылайша атомдар бөлінбейді деген түсінікті жоққа шығарды . Атомдар электрондардан (теріс зарядталған) және ядродан тұрады. Электрондар ядроны айнала қозғалады. Ядроның ішінде протондар (оң зарядталған) және нейтрондар (бейтарап, яғни олардың заряды жоқ) орналасқан.
Заттың формалары (микроскопиялық қасиеттеріне негізделген)
Күнделікті өмірде біз заттың үш түрлі формасымен жиі кездесеміз. Қатты заттар (мысалы, тастар, темір және т.б. ) , сұйықтықтар (су, бензин және т.б. ) және газдар (ауа және т.б. ) бар . Заттың бұл үш формасын пішіні мен өлшемін сақтау қабілетіне қарай ажыратуға болады (өлшемі деп көлемді айтамыз).
Қатты денелер әдетте белгілі бір пішін мен көлемді сақтайды. Сұйық денелер белгілі бір пішінді сақтамайды, бірақ пішінін ішіндегі ыдысқа сәйкестендіреді. Мысалы, егер біз стаканға су салсақ, оның пішіні стаканның пішініне өзгереді. Егер су ваннаға салынса, оның пішіні ваннаның пішініне өзгереді. Егер ол ағып тұрған пластик пакетке салынса, су төгіледі... хе хе ... Сұйықтықтың көлемі әдетте тұрақты болып қалады. Егер ваннаға бір стакан су салынса , судың көлемі стаканның көлеміндей болып қалады. Судың пішіні өзгеруі мүмкін , бірақ оның көлемі ешқашан өзгермейді. Қатты денелер мен сұйықтықтардың көлемі өте үлкен күш қолданылған жағдайда ғана өзгеруі мүмкін екенін ескеру маңызды.
Бернулли теңдеуінің бір қолданылуы - ыдыстың түбінен сұйықтықтың шығу жылдамдығын есептеу.
Бернулли теңдеуін 1-нүктеге (ыдыстың беті) және 2-нүктеге (тесік беті) қолданамыз. Ыдыстың түбіндегі тесіктің диаметрі ыдыстың диаметрінен әлдеқайда кіші болғандықтан, ыдыстың бетіндегі сұйықтықтың жылдамдығы нөлге тең деп есептеледі (v 1 = 0). Ыдыстың беті мен тесік беті ашық, сондықтан қысым атмосфералық қысымға тең (P 1 = P 2 ). Осылайша, бұл жағдай үшін Бернулли теңдеуі:
Бернулли принципі және теңдеуі бойынша материал
Мотоциклді қатты жылдамдықпен жүргізгенде , киетін киімдеріміздің артқы жағы ісіп кетеді. Егер сіз әлі мотоцикл жүргізе алмасаңыз, мотоцикл жүргізетін ата-анаңызға немесе достарыңызға назар аударыңыз. Мотоцикл жылдам жүргенде, олардың киімдерінің артқы жағы әдетте ісіп кетеді. Кейде жел қатты соққанда, үйдің есігі өзінен-өзі жабылып қалуы мүмкін. Жел үйдің сыртында соғып тұрса да, есік үйдің ішінде болады.
Мұны Бернулли принципін қолдана отырып түсіндіруге болады. Даниэль Бернулли (1700–1782) жоғарыда айтылғандардың кейбірін түсіндіру үшін қолданылатын принципті ашты.
Үздіксіздік теңдеуінің материалы
Краннан шығып жатқан су ағынын бақылай отырып, су шүмегін баяу ашып көріңіз. Кран айналмай қалғаннан кейін, шүмекті қолыңызбен жартылай жабыңыз. Енді қай су ағыны көп екенін салыстырыңыз. Жартылай бітелген немесе бітелген кезде? Егер сізде әдетте гүлдерді суару үшін қолданылатын шланг болса, ол арқылы су ағызыңыз. Шлангты қолыңызбен немесе саусағыңызбен жартылай жабыңыз. Шлангтың неғұрлым көп бөлігі бітелген болса, су соғұрлым тез ағады. Керісінше, егер шланг бітелген болмаса, су баяу ағады. Неліктен бұлай? Мұны түсіну үшін үздіксіздік теңдеуін зерттеңіз.
Сұйықтықтардың, сұйықтардың да, газдардың да тұтқырлық дәрежесі әртүрлі болады. Тұтқырлық - бұл негізінен сұйықтықты құрайтын молекулалар арасындағы үйкеліс күші. Сұйықтықты құрайтын молекулалар ағып жатқанда бір-біріне үйкеледі. Сұйықтықтарда тұтқырлық когезиядан (ұқсас молекулалар арасындағы тартылыс күші) туындайды. Газдарда тұтқырлық молекулалар арасындағы соқтығысудан туындайды.
Сұйық сұйықтықтар әдетте оңайырақ ағады, мысалы, су. Керісінше, қою сұйықтықтардың ағымы қиынырақ, мысалы, ас үй майы, май, бал және т.б. Мұны көлбеу еденге су мен ас үй майын құю арқылы дәлелдеуге болады. Су ас үй майына немесе майға қарағанда тезірек ағады. Сұйықтықтың тұтқырлығы температураға да байланысты. Сұйықтықтың температурасы неғұрлым жоғары болса, сұйықтық соғұрлым тұтқыр емес. Мысалы, ана ас үйде балық қуырғанда, бастапқыда қою ас үй майы қыздырылған кезде сұйық болады. Керісінше, газдың температурасы неғұрлым жоғары болса, газ соғұрлым тұтқыр болады.
Сіз шамды көрдіңіз бе? Оны қолданарсыз деп үміттенемін. Шам жанып тұрған кезде байқайтын бір қызықты құбылыс. Жанып тұрған шам фитильдің түбі әдетте әрқашан балқытылған балауызбен суланған (фитилде). Фитилде балқытылған балауыздың болуы шамның ұзақ уақыт жанып тұруын білдіреді. Балқытылған балауыздың жанып тұрған шам фитильге қарай жоғары қарай жылжуының себебі неде? Біз дәл осындай құбылысты алаулардан да байқай аламыз.
Біздің өміріміздегі көптеген қызықты нәрселер шамдар мен май шамдарында болатын құбылыстарға ұқсас. Сұйықтықтың аяқтары бар сияқты, ол жоғары қарай қозғалады. Мұны ғылыми тұрғыдан түсіндіре аласыз ба? Шамдарда, май шамдарында және басқа да көптеген байланысты құбылыстарда болатын құбылыстарды түсіндіре алатын бір физика тұжырымдамасы - капиллярлық.