Физиканын негизги окуу куралдары

Эгер жакшылап карасак, күйүүдөн чыккан түтүндү алгач көрүүгө болот. Бир аз убакыттан кийин түтүндү көрүүгө мүмкүн болбой калат. Атыр колдондуңуз беле? Бөлмөгө атыр себелеп койсоңуз да, үйдөн тышкары жүргөн башка адамдар да атырдын жытын сезе алышат. Эгерде эне ашканада даамдуу жана табитти ачкан тамак бышырып жатса, тамактын жытын кошунасынын үйүнөн да сезүүгө болот. Эмне үчүн?

Башка көптөгөн мисалдар бар. Эгерде сиз тунук суу куюлган стаканга бир нече тамчы сыя тамызсаңыз, сыя же тамак-аш боёгу сууга бирдей жайылат. Бул автоматтык түрдө болот. Мурунку айрым мисалдар күнүмдүк жашоодо көп кездешүүчү диффузия окуялары. Диффузия - бул заттарды жогорку концентрациядан төмөнкү концентрацияга жылдыруу процесси. Концентрация деген эмнени билдирет - бул көлөмдөгү заттын молекулаларынын/мольдорунун саны. Жогорку концентрациядагы жер - бул көлөмдө заттардын көптөгөн молекулалары бар жер. Тескерисинче, төмөнкү концентрациялар - бул көлөмдө молекулалар аз болгон жерлер.

Толук маалымат

Бир атомдуу идеалдуу газдагы энергия

Бир атомдуу идеалдуу газдагы энергия - бул бир атомдуу идеалдуу газ молекулаларынын трансляциялык кинетикалык энергиясынын жалпы суммасы. Идеалдуу газ молекулаларынын трансляциялык кинетикалык энергиясынын жалпы суммасы = ар бир молекуланын орточо трансляциялык кинетикалык энергиясы менен молекулалардын санынын (N) көбөйтүндүсү. Математикалык жактан:

Толук маалымат

Энергиянын тең бөлүштүрүү теоремасы Клерк Максвелл тарабынан статистикалык механиканы колдонуу менен теориялык жактан алынган. Ал теорема деп аталат, анткени эксперимент аркылуу далилдөө жок. Энергиянын бөлүштүрүлүшү энергиянын бирдей бөлүштүрүлүшүн билдирет.

KE = газ молекулаларынын орточо трансляциялык кинетикалык энергиясы (Джоуль)

k = Больцман туруктуусу = 1.38 x 10 ^-23 Дж/К

T = идеалдуу газ молекуласынын абсолюттук температурасы (Кельвин)

Толук маалымат

Басымдан тышкары, газдын макроскопиялык мүнөзүн билдирген чоңдуктардын бири - температура (T). Газ басымынын теңдемеси:

Толук маалымат

Кинетикалык теория ар бир зат атомдордон же молекулалардан тураарын жана атомдор же молекулалар тынымсыз этиятсыз кыймылдай турганын айтат. Кинетикалык теориянын бул божомолу газдын курамындагы атомдун же молекуланын абалына жана абалына дал келет. Газды түзгөн атомдордун же молекулалардын ортосундагы тартылуу күчү алсыз болгондуктан, атомдор же молекулалар эркин кыймылдай алышат.

Толук маалымат

Макала Бойлдун мыйзамы, Чарльздын мыйзамы, Гей-Люссактын мыйзамы

Бойл мыйзамы

Роберт Бойл (1627-1691) газ басымы менен көлөмүнүн ортосундагы сандык байланышты изилдөө үчүн эксперименттерди жүргүзгөн. Бул эксперимент жабык идишке белгилүү бир өлчөмдөгү газды салуу менен жүргүзүлөт. Жакшы ыкмага чейин ал газдын температурасы туруктуу кармалса, анда газ басымы жогорулаганда, газдын көлөмү азаяарын аныктаган. Ошо сыяктуу эле, газ басымы төмөндөгөндө, газдын көлөмү көбөйөт. Газ басымы газдын көлөмүнө тескери пропорционалдуу. Бул байланыш Бойлдун закону деп аталат. Математикалык жактан:

Толук маалымат

Бойлдун, Чарльздын жана Гей-Люссактын газ мыйзамдары бардык газ шарттарына тиешелүү эмес, ошондуктан биздин анализибиз татаалдашат. Ошондуктан, идеалдуу газ модели сунушталат. Идеалдуу газ күнүмдүк жашоодо жок; идеалдуу газ - бул анализди жеңилдетүү үчүн эң сонун форма. Бул идеалдуу газ түшүнүгүнүн болушу бизге газдын үч мыйзамынын ортосундагы байланышты карап чыгууга да жардам берет.

Температура, көлөм жана газ басымынын ортосундагы байланыш

Жогорудагы үч газ мыйзамына кайрылып, температура, көлөм жана газ басымынын ортосундагы жалпы байланышты аныктай алабыз.

Толук маалымат

Термодинамиканын экинчи мыйзамынын конкреттүү билдирүүсү бардык кайтарылгыс процесстерди сүрөттөй албайт, андыктан бизге жалпы билдирүү керек. Бул жалпы билдирүү ааламда болуп жаткан бардык кайтарылгыс процесстерди түшүндүрөт деп күтүлүүдө. Термодинамиканын экинчи мыйзамынын жалпы билдирүүсү он тогузунчу кылымдын ортосунда энтропия (S) деп аталган чоңдук аркылуу түзүлгөн. Энтропияны биринчи жолу Клаузиус киргизген жана ал Карно циклинен (идеалдуу калориялык кыймылдаткыч) алынган. Клаузиустун айтымында, система туруктуу температурада кошумча жылуулукту (Q) алганда, энтропиянын өзгөрүшү система тарабынан байкалат, ал төмөнкү теңдеме менен көрсөтүлөт:

Толук маалымат

Муздаткыч машинанын иштөө коэффициенти жөнүндө макала

Муздаткыч машина – бул жылуулукту төмөнкү температурадагы жерден алып, андан кийин аны жогорку температурадагы аймакка өткөрүүчү машина. Бул процесстин жүрүшү үчүн, машина ишти аткарышы керек, анткени жылуулук жогорку температурадан төмөнкү температурага табигый түрдө өтөт. Бул Клаузиустун билдирүүсү боюнча:

Муздатуучу машинанын жумушсуз жылуулукту төмөнкү температуралуу жерден жогорку температуралуу жерге өткөрүп берүү мүмкүн эмес (Термодинамиканын экинчи мыйзамы — Клаузиустун билдирүүсү).

Машина жылуулукту төмөнкү температурадан (QL) жогорку температурага (QH) өткөрүү үчүн иштейт (W) _. Энергиянын _{үнөмдөө} законуна негизделгенде, QL ₊ W = _QH.

Толук маалымат

Жылуулук кыймылдаткычынын натыйжалуулугун кантип жогорулатууну билүү үчүн , француз окумуштуусу Сади Карно (1796-1832) 1824-жылы идеалдуу теориялык калориялуу машинаны изилдеген. Ал кезде термодинамиканын биринчи мыйзамы да, термодинамиканын экинчи мыйзамы да иштелип чыга элек болчу. Биринчи мыйзам иштелип чыга элек, анткени окумуштуулар жылуулук энергия экенин али билишпейт. Джоуль жана анын кесиптештери 1830-жылдары эксперимент жүргүзгөндөн кийин, окумуштуулар жылуулук температуранын айырмачылыктарынан улам кыймылдаган энергия экенин аныкташкан. Ошентип, термодинамиканын биринчи мыйзамы 1830-жылдан кийин иштелип чыккан. Сади Карно 1824-жылы теориялык идеалдуу калориялуу кыймылдаткычты изилдеп жүргөн. Анын изилдөөсү чындыгында буу кыймылдаткычынын натыйжалуулугун жогорулатуу болгон. Ал кездеги буу кыймылдаткычтарынын көпчүлүгү анча натыйжалуу эмес болчу.

Толук маалымат