Doctrinae Physicae Fundamentales

Ad explicandos processus thermodynamicos irreversibiles, scientifici legem secundam thermodynamicae formulaverunt. Lex secunda thermodynamicae explicat qui processus in universo fieri possint et qui non. Quidam scientifico nomine RJE Clausius (1822-1888) hanc sententiam protulit:

Naturaliter, calor a rebus altae temperaturae ad res humilis temperaturae movetur; naturaliter, calor non a rebus humilis temperaturae ad res altae temperaturae procedit (lex secunda thermodynamicae — enuntiatum Clausii).

Enuntiatum Clausii est una ex enuntiationibus specialibus legis secundae thermodynamicae. Enuntiatum speciale appellatur quia ad unum tantum processum pertinet, qui ad translationem caloris pertinet. Cum hoc enuntiatum ad alios processus non pertineat, enuntiatum generalius requirimus. Elaboratio enuntiationis generalis legis secundae thermodynamicae in studio machinarum caloricarum fundatur. Quapropter, primum de calore machinae disserimus.

Lege plus

Articulus Processus thermodynamici: Isothermicus Adiabaticus Isochoricus Isobaricus

Quattuor processus thermodynamici sunt, scilicet isothermus, isochoricus, isobaricus et adiabaticus.

Processus Isothermicus (temperatura constans)

In processu isothermico, temperatura systematis constans servatur. Theoretice, systema analysatum est gas ideale. Temperatura gasis idealis directe proportionalis est energiae internae gasis ideali (U = 3/2 n RT). T non mutatur, ergo U quoque non mutatur. Ergo, si ad processum isothermicum applicatur, prima lex aequationis thermodynamicae fit:

Lege plus

Processus thermodynamicus

Calor (Q) est energia quae ab uno objecto ad aliud movetur propter differentiam temperaturae. De systematibus et ambitu, calor est energia movens a systemate ad ambitum vel energia movens ab ambiente ad systema, propter differentiam temperaturae. Si temperatura systematis altior est quam temperatura ambientis, calor a systemate ad ambitum fluet. Si temperatura ambientis altior est quam temperatura systematis, tum calor ab ambiente ad systema fluit.

Calor (Q) est energia quae propter differentiam temperaturae movetur, dum opus (W) ad translationem energiae per opus refertur. Exempli gratia, si systema opus in ambiente facit, tum energia a systemate ad ambitum movetur. Contra, si ambitus opus in systemate facit, tum energia ab ambiente ad systema movetur.

Lege plus

Collisiones Inelasticae

Lex conservationis energiae cineticae non applicatur in collisionibus inelasticis. Lex conservationis momenti applicatur in collisionibus inelasticis si modo nulla vis externa agit in duo obiecta collidentia. In collisione inelastica, duo obiecta cohaerent vel inter se iunguntur post collisionem.

Exemplum quaestionis 1.

Duo obiecta eadem massa sunt, scilicet 1 kg. Obiectum 1 in plano celeritate 10 m/s movetur et cum obiecto secundo, quod quiescit, colliditur. Post collisionem, duo obiecta cohaerent. Quae est celeritas duorum obiectorum post collisionem?

Lege plus

Collisiones partim elasticae

In collisionibus partim elasticis, lex conservationis momenti valet, dum lex conservationis energiae cineticae non valet. Eo tempore quo collisio fit, pars energiae cineticae in energiam sonicam, energiam caloricam, et energiam internam convertitur. Usus vocabuli "elastici" indicat post collisionem duo obiecta non adhaerere sed a se repercuti.

Exemplum collisionis partialiter elasticae est collisio unidimensionalis duarum marmorum vel duarum pilarum piscinae.

Lege plus

Conservatio momenti linearis

Lex conservationis momenti linearis statuit, si nulla vis externa in duo obiecta collidentia agat, momentum rerum ante collisionem aequale esse momento rerum post collisionem.

p₁ + p₂ ₌ p₁ _' + p₂ _{' ………………} .. Aequatio 1.4

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = m ₁ v ₁ ' + m ₂ v ₂ '

Si post collisionem ambae res cohaerent,

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

Lege plus

Collisiones perfecte elasticae

Collisio duorum rerum collisio perfecte elastica appellatur si momentum sive energia cinetica utriusque rei ante collisionem aequalis est momento et energiae cineticae utriusque rei post collisionem. Aliis verbis, lex conservationis momenti et lex conservationis energiae cineticae in collisionibus perfecte elasticis applicantur. Usus vocabuli "elastici" indicat post collisionem, duo res non cohaerere nec inter se iunctas esse sed a se repercuti. Momentum utriusque rei conservatur.

Momentum cuiusque obiecti conservatur.

Lege plus

Principium energiae mechanicae laboris

Theorema operis et energiae cineticae statuit opus netum sive opus a vi netta factum aequale esse mutationi energiae cineticae.

W _rete = TO t _– TO _o = 1⁄2 m(v ^t² _– v _o² ⁾

W _netum = Duo genera virium sunt, scilicet vis conservativa et vis non conservativa. Ergo, opus netum considerari potest constare ex opere facto a vi conservativa et opere facto a vi non conservativa.

W _c + W _nc = ΔKE

Lege plus

Opus a viribus conservativis factum Energia potentialis

Observa rem quae verticaliter sursum movetur, deinde ad positionem initialem redit postquam altitudinem maximam attigit. Cum res verticaliter sursum movetur, pondus opus negativum in rem facit. Cum res sursum movetur, altitudo rei augetur. Ergo, energia potentialis gravitatis rei etiam augetur. Concludi potest opus negativum a pondere factum aequale esse incremento energiae potentialis gravitatis rei (PE).

Lege plus

Vis conservativa et vis non conservativa

1. Vis Conservativa

1.1 Pondus (w)

Observa rem quae verticaliter sursum movetur donec altitudinem maximam attingat, antequam deorsum versus positionem initialem moveatur. Cum verticaliter sursum per h movetur, pondus in directione opposita est a motu. Ergo, pondus opus negativum in rem facit. 

W = alb (cos 180 ^° ) = – alb = – mgh

Postquam ad altitudinem maximam pervenit, res deorsum movetur versus positionem initialem per h. Cum deorsum movetur, pondus in eadem directione est ac dislocatio. Quia in eadem directione est ac dislocatio, pondus opus positivum facit.

Lege plus