Физиканын негизги окуу куралдары

Кайтарылгыс термодинамикалык процесстерди түшүндүрүү үчүн окумуштуулар термодинамиканын экинчи мыйзамын түзүшкөн. Термодинамиканын экинчи мыйзамы ааламда кандай процесстер болушу мүмкүн жана кандай процесстер болушу мүмкүн эместигин түшүндүрөт. Р.Ж.Е. Клаузиус (1822-1888) аттуу окумуштуу төмөнкүдөй билдирүү жасаган:

Албетте, жылуулук жогорку температурадагы нерселерден төмөнкү температурадагы нерселерге өтөт; албетте, жылуулук төмөнкү температурадагы нерселерден жогорку температурадагы нерселерге өтпөйт (Термодинамиканын экинчи мыйзамы — Клаузиустун билдирүүсү).

Клаузиустун билдирүүсү термодинамиканын экинчи мыйзамынын атайын билдирүүлөрдүн бири болуп саналат. Ал атайын билдирүү деп аталат, анткени ал жылуулук алмашууга байланыштуу бир гана процесске тиешелүү. Бул билдирүү башка процесстерге тиешеси жок болгондуктан, бизге жалпыраак билдирүү керек. Термодинамиканын экинчи мыйзамынын жалпы билдирүүсүн иштеп чыгуу жылуулук кыймылдаткычтарын изилдөөгө негизделген. Ошондуктан, биз алгач кыймылдаткычтын ысыгын талкуулайбыз.

Толук маалымат

Термодинамикалык процесстер боюнча макала: Изотермикалык Адиабаттык Изохорикалык Изобаралык процесстер

Термодинамикалык процесстердин төрт түрү бар: изотермикалык, изохорикалык, изобаралык жана адиабаттык.

Изотермикалык процесс (туруктуу температура)

Изотермикалык процессте системанын температурасы туруктуу кармалат. Теориялык жактан алганда, талданып жаткан система идеалдуу газ болуп саналат. Идеалдуу газдын температурасы идеалдуу ички газ энергиясына түз пропорционалдуу (U = 3/2 n RT). T өзгөрбөйт, ошондуктан U да өзгөрбөйт. Ошентип, изотермикалык процесске колдонулса, термодинамикалык теңдеменин биринчи закону төмөнкүдөй болот:

Толук маалымат

Термодинамикалык процесс

Жылуулук (Q) – бул температуранын айырмасынан улам бир нерседен экинчи нерсеге өткөн энергия. Системалар жана чөйрөлөр жөнүндө айта турган болсок, жылуулук – бул температуранын айырмасынан улам системадан чөйрөгө өткөн же чөйрөдөн системага өткөн энергия. Эгерде системанын температурасы айлана-чөйрөнүн температурасынан жогору болсо, жылуулук системадан чөйрөгө агат. Эгерде айлана-чөйрөнүн температурасы системанын температурасынан жогору болсо, анда жылуулук чөйрөдөн системага агат.

Жылуулук (Q) – бул температуранын айырмасынан улам кыймылдаган энергия, ал эми жумуш (W) жумуш аркылуу энергиянын берилишине байланыштуу. Мисалы, эгер система чөйрөгө таасир этсе, анда энергия системадан чөйрөгө өтөт. Тескерисинче, эгер чөйрө системага таасир этсе, анда энергия чөйрөдөн системага өтөт.

Толук маалымат

Ийкемсиз кагылышуулар

Кинетикалык энергиянын сакталуу мыйзамы серпилгич эмес кагылышууларда колдонулбайт. Импульстун сакталуу мыйзамы серпилгич эмес кагылышууларда кагылышкан эки нерсеге эч кандай тышкы күч таасир этпеген учурда гана колдонулат. Серпилгич эмес кагылышууларда эки нерсе кагылышуудан кийин бири-бирине жабышып калат же бири-бирине жабышып калат.

1-мисал суроо.

Эки нерсенин массасы бирдей, тактап айтканда, 1 кг. 1-нерсе жалпак тегиздикте 10 м/с ылдамдыкта кыймылдап, тынч турган экинчи нерсе менен кагылышат. Кагылышуудан кийин эки нерсе бири-бирине жабышып калышат. Кагылышуудан кийинки эки нерсенин ылдамдыгы канча?

Толук маалымат

Жарым-жартылай серпилгич кагылышуулар

Жарым-жартылай серпилгич кагылышууларда импульстун сакталуу мыйзамы колдонулат, ал эми кинетикалык энергиянын сакталуу мыйзамы колдонулбайт. Кагылышуу болгон учурда кинетикалык энергиянын бир бөлүгү үн энергиясына, жылуулук энергиясына жана ички энергияга айланат. Серпилгич сөзүнүн колдонулушу кагылышуудан кийин эки нерсе бири-бирине жабышып калбай, секирип түшөрүн көрсөтүп турат.

Жарым-жартылай серпилгич кагылышуунун мисалы катары эки шардын же эки бильярд шарынын бир өлчөмдүү кагылышуусун келтирүүгө болот.

Толук маалымат

Сызыктуу импульстун сакталышы

Сызыктуу импульстун сакталуу закону боюнча, кагылышып жаткан эки нерсеге тышкы күч таасир этпесе, кагылышууга чейинки нерселердин импульсу кагылышуудан кийинки нерселердин импульсуна барабар болот.

p₁ + б₂ = б₁ ' + p₂ ' ……………….. 1.4-теңдеме

m₁ v₁ + м₂ v₂ = м₁ v₁ ' + м₂ v₂ «

Эгерде кагылышуудан кийин эки нерсе бири-бирине жабышып калса,

m₁ v₁ + м₂ v₂ = (м₁ + м₂ ) v'

Толук маалымат

Абсолюттук серпилгичтүү кагылышуулар

Эки нерсенин кагылышуусу, кагылышууга чейинки ар бир нерсенин импульсу же кинетикалык энергиясы кагылышуудан кийинки ар бир нерсенин импульсуна жана кинетикалык энергиясына барабар болсо, идеалдуу серпилгич кагылышуу деп аталат. Башкача айтканда, импульстун сакталуу мыйзамы жана кинетикалык энергиянын сакталуу мыйзамы идеалдуу серпилгич кагылышууларда колдонулат. Серпилгич сөзүнүн колдонулушу кагылышуудан кийин эки нерсе бири-бирине жабышпай же бири-бирине жабышпай, тескерисинче секирип кетерин көрсөтүп турат. Ар бир нерсенин импульсу сакталат.

Ар бир объекттин импульсу сакталат.

Толук маалымат

Жумуш-механикалык энергия принциби

Жумуш-кинетикалык энергия теоремасы таза жумуш же таза күч тарабынан аткарылган жумуш кинетикалык энергиянын өзгөрүшүнө барабар деп айтат.

W_тор =KE_t – К.Е_o = 1⁄2 м(в)_t² - v_o²)

W_тор = Күчтөрдүн эки түрү бар, атап айтканда, консервативдик күч жана консервативдик эмес күч. Ошентип, таза жумушту консервативдик күчтүн жана консервативдик эмес күчтүн аткарган жумушунан турат деп эсептөөгө болот.

W_c + В_nc = ΔKE

Толук маалымат

Консервативдик күчтөрдүн аткарган иши Потенциалдык энергия

Тик өйдө карай жылып, андан кийин максималдуу бийиктикке жеткенден кийин баштапкы абалына кайтып келген нерсени байкаңыз. Объект тигинен өйдө карай жылып жатканда, салмак объектке терс жумуш аткарат. Объект өйдө карай жылып жатканда, анын бийиктиги жогорулайт. Демек, объекттин тартылуу потенциалдык энергиясы да жогорулайт. Салмактын терс жумушу объекттин тартылуу потенциалдык энергиясынын (ГП) көбөйүшүнө барабар деген тыянак чыгарууга болот.

Толук маалымат

Консервативдик күч жана консервативдик эмес күч

1. Консервативдик күч

1.1 Салмагы (w)

Баштапкы абалына карай ылдый жылганга чейин максималдуу бийиктикке жеткенге чейин вертикалдуу өйдө карай кыймылдаган нерсени байкаңыз. Вертикалдуу өйдө карай h кыймылдаганда, салмак жылышуудан карама-каршы багытка бурулат. Ошентип, салмак нерсеге терс жумуш аткарат. 

W = wh (cos 180)^o) = – wh = – мг/г

Максималдуу бийиктикке жеткенден кийин, нерсе баштапкы абалына карай h менен ылдый карай жылат. Төмөн карай жылганда, салмак жылышуу менен бир багытта болот. Ал жылышуу менен бир багытта болгондуктан, салмак оң жумуш аткарат.

Толук маалымат