Basis Physik Tutorials

Artikel iwwer Thermometer a Temperaturskalaen

1. Thermometer

D'Instrument, dat fir d'Miessung vun der Temperatur geduecht ass, ass en Thermometer. Et gëtt vill Zorte vun Thermometer, awer de Funktionsprinzip ass dee selwechten. Normalerweis benotze mir thermometresch Objeten, d'Natur vun der Matière ännert sech mat der Temperatur. Wann d'Temperatur vum Objet ännert, ännert sech och d'Form an d'Gréisst vum Objet. Déi meescht Thermometer benotzen Objeten, déi sech ausdehnen oder schrumpfen kënnen, wann d'Temperatur ännert. Thermometer, déi dacks benotzt ginn, bestinn aus Glasréier, wou Alkohol oder Quecksëlwer an der Mëtt vum Réier ass. Wann d'Temperatur eropgeet, dehnt sech den Alkohol oder de Quecksëlwer am Behälter aus, sou datt d'Längt vun der Alkohol- oder Quecksëlwersail eropgeet. Am Géigendeel, wann d'Temperatur erofgeet, verkierzt sech d'Längt vun der Alkohol- oder Quecksëlwersail. Op der Äussewelt vum Glasréier sinn Zuelen, déi d'Skala vum Thermometer sinn. D'Zuel, déi um ieweschten Enn vun der Alkohol- oder Quecksëlwersail ugewise gëtt, weist de Wäert vun der Temperatur vum Objet un, deen gemooss gëtt.

méi liesen

Artikel iwwer dat Nullt Gesetz vun der Thermodynamik

Bis elo hu mir nëmmen dat thermescht Gläichgewiicht observéiert, dat vun zwee Objeten a Kontakt erlieft gëtt.

Fir de Konzept vum thermesche Gläichgewiicht méi am Detail ze verstoen, kucke mer eis dräi Objeten un (z. B. Objeten A, Objet B an Objeten C). Zum Beispill beréieren den Objet B an den Objet C sech net, awer den Objet A ass a Kontakt mam Objet B an den Objet A ass a Kontakt mam Objet C. Kuckt Iech d'Bild hei ënnendrënner un. Well den Objet A an den Objet B a Kontakt mateneen sinn, ausser datt den Objet B an den Objet B am thermesche Gläichgewiicht sinn, sinn och den Objet A an den Objet C am thermesche Gläichgewiicht. Sinn d'Objeten B an C, déi sech net beréieren, och am thermesche Gläichgewiicht? Wa mir nëmme Logik benotzen, kënne mir soen, datt den Objet B an den Objet C och am thermesche Gläichgewiicht sinn, och wann se net a Kontakt sinn. Den Objet A an den Objet B sinn am thermesche Gläichgewiicht, dat heescht d'Temperatur vum Objet A = d'Temperatur vum Objet B.

méi liesen

Artikel iwwer d'Definitioun vun Temperatur an thermeschem Gläichgewiicht

Definitioun vun der Temperatur

Hues du jeemools Äis ugegraff? Wat spiers du, wann deng Hänn Äis ugegraff hunn? Wat wann dat, wat du ugegraff hues, Feier ass? Wann du Äis ugegraff hues, fille sech deng Hänn kal un, wann du d'Feier ugegraff hues, fille sech deng Hänn waarm un. Wat bedeiten waarm, waarm, kill, kal?

De Konzept vun der Temperatur fänkt mat der Hëtzt a Keelt un, déi vun eisem Tastsënn erlieft ginn. Baséierend op deem, wat vum Tastsënn gefillt gëtt, soe mir, datt en Objet méi waarm ass wéi en aneren Objet oder datt en Objet méi kal ass wéi en aneren. Waarm Objeten hunn méi héich Temperaturen, während kal Objeten méi niddreg Temperaturen hunn. Wat méi kal en Objet ass, wat méi niddreg d'Temperatur ass. Am Géigendeel, wat méi waarm en Objet ass, wat méi héich d'Temperatur ass. D'Mooss vun der Hëtzt oder Keelt vun engem Objet gëtt Temperatur genannt. Am Fach Gaskinetik-Theorie kritt Dir méi déifgräifend Informatiounen iwwer d'Definitioun vun der Temperatur; wat mat de Molekülle vun engem Objet geschitt, fir datt en sech waarm, kill oder kal ufillt.

méi liesen

Artikel iwwer Phasen vun der Matière (baséiert op mikroskopesch Eegeschaften)

Am Alldag begéine mir dacks dräi verschidde Phasen vun der Matière. Et gëtt fest Substanzen (z.B. Steng, Eisen, asw.), Flëssegkeeten (Waasser, Benzin, asw.) a Gasstoffer (Loft, asw.). Déi dräi Phasen vun dëse Substanzen kënnen op Basis vun hirer Fäegkeet ënnerscheet ginn, hir Form a Gréisst ze behalen.

Feststoffer behalen normalerweis eng fix Form a Volumen. D'Flëssegkeet behält keng fest Form, mä passt sech un de Behälter un, deen agesat gëtt. Zum Beispill, wa mir Waasser an e Glas ginn, ännert sech d'Form wéi e Glas. Wann Waasser an d'Badewanne gëtt, ännert sech d'Form wéi eng Badewanne. De Volumen vun der Flëssegkeet ass typescherweis ëmmer fix. Wann e Glas Waasser an eng Badewanne gesat gëtt, bleift d'Quantitéit u Waasser am Glas. D'Form vum Waasser ka sech änneren, awer d'Gréisst variéiert ni. Denkt drun, datt d'Zuel vun de Feststoffer a Flëssegkeete sech änneren kann, wa genuch Kraaft drop ausübt gëtt.

méi liesen

Artikel iwwer Atomtheorie a kinetesch Theorie

Atomtheorie

Dausende vu Joren hunn déi al Griichen gegleeft, datt all reng Substanz (wéi Gold, Eisen, etc.) aus Atomer besteet. Laut hinnen, wann eng reng Substanz a kleng Stécker geschnidden gëtt, da ginn déi kleng Deeler nach eng Kéier geschnidden, dann zréckgeschnidden... a sou weider, dann ginn et déi klengst Stécker, déi net nach eng Kéier geschnidden kënne ginn. Déi klengst Stécker, déi net nach eng Kéier geschnidden kënne ginn, ginn Atomer genannt. Atom bedeit "kann net gedeelt ginn" (Griichesch Sprooch).

Zu där Zäit gouf den Atom als net méi gedeelt ugesinn. Mä spéider hunn e puer Wëssenschaftler Elektronen an Atomkären (Protonen an Neutronen) entdeckt, sou datt d'Unahm, datt Atomer net ënnerdeelt kënne ginn, falsch war. Also bestinn Atomer aus Elektronen (negativ gelueden) an Atomkären. Elektronen ëmkreesen den Atomkär. Am Atomkär sinn et Protonen (positiv gelueden) an Neutronen (neutral oder net gelueden).

méi liesen

Artikel iwwer Phasännerungen vun der kritescher Temperatur Dräifachpunkt

An der Diskussioun iwwer d'Idealgasgesetz gouf erkläert, datt d'Idealgasgesetz d'Verhale vu richtege Gaser nëmme genee beschreift, wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas net ze grouss sinn. Wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas grouss genuch sinn, liwwert d'Idealgasgesetz ongenau Resultater, genee sou wann d'Temperatur vum richtege Gas dem Kachpunkt no kënnt. Dëst hänkt mat den Interaktiounen zesummen, déi tëscht richtege Gasmoleküle optrieden. De Gasdrock ass ëmgekéiert proportional zum Gasvolumen. Wann den Gasdrock grouss genuch ass, gëtt de Gasvolumen méi kleng. Well de Gasvolumen kleng ass, gëtt den Ofstand tëscht de Gasmoleküle méi kleng. Wann den Ofstand tëscht de Moleküle méi kleng gëtt, zéien d'Moleküle sech géigesäiteg un. Et ass wéi wann Dir e Stéck Eisen op e Magnet leet. Wann den Ofstand tëscht dem Magnet an dem Eisen grouss genuch ass, kann de Magnet keen Eisen zéien. Awer wann den Ofstand tëscht dem Magnet an dem Eisen kleng ass, gëtt Eisen méi no ugezunn.

méi liesen

Van der Walls ass den Numm vum hollännesche Physiker J.D. van der Waals (1837-1923). D'Van der Waals Zoustandsgläichung ass eng Zoustandsgläichung vun engem Gas, ähnlech wéi d'Zoustandsgläichung vun engem ideale Gas. Den Ënnerscheed ass, datt d'Zoustandsgläichung vun engem ideale Gas keng korrekt Resultater liwwere kann, wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas grouss genuch sinn. Wärend d'Van der Waals Zoustandsgläichung méi korrekt Resultater liwwere kann.

D'Existenz vun dëser Equatioun staamt vum Van der Waals, deen d'Limiten vun der Equatioun vun engem idealen Zoustand erkannt huet. De Waals modifizéiert d'Zoustandsgläichung vum ideale Gas andeems hien e puer Faktoren derbäisetzt, déi och den tatsächlechen Gaszoustand beaflossen, wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas grouss sinn.

méi liesen

De Verdampfungsprozess kann mat der kinetescher Theorie erkläert ginn. Wéi Gasmoleküle beweege sech och Waassermoleküle. Den Ënnerscheed ass, datt Waassermoleküle net zerstreet kënne ginn, well d'Attraktioun tëscht de Moleküle se nach ëmmer zesummehale kann. Am Géigendeel ass d'Attraktioun tëscht de Gasmoleküle fragil, sou datt d'Gasmoleküle net fusionéiere kënnen. Wa se sech beweegen, hunn Waassermoleküle Geschwindegkeet. Et gëtt Waassermoleküle mat héijer Geschwindegkeet; et gëtt och Waassermoleküle mat enger klenger Geschwindegkeet. D'Verdeelung vun der Geschwindegkeet vum Waassermolekül gläicht der Maxwell-Verdeelung.

Verdampfung geschitt wann d'Geschwindegkeet vun de Waassermoleküle grouss genuch ass, sou datt d'Attraktioun tëscht de Waassermoleküle se net zesummenhale kann. Ähnlech wéi Rakéiten, déi an de Weltraum fléien, ass d'Geschwindegkeet vun enger Rakéit grouss genuch, sou datt d'Gravitatiounskraaft vun der Äerd se net op der Äerd bleiwe kann. Et ass ze bemierken, datt nëmme Moleküle mat héije Geschwindegkeete der Attraktioun tëscht de Moleküle entkomme kënnen. D'Moleküle mat klenge Geschwindegkeete bleiwen zesummen, wéi Waasser.

méi liesen

Kachen ass e Prozess, bei deem eng Flëssegkeet an e Gas verwandelt gëtt. Kachen geschitt, wann den Drock vum gesättigte Damp gläich wéi den Loftdrock ass (Loftdrock = Atmosphärendrock). Mir schwätze just iwwer kachend Waasser. Den Drock vum gesättigte Damp vum Waasser ass direkt proportional zu der Temperatur vum Waasser; wat méi héich d'Waassertemperatur ass, wat den Drock vum gesättigte Damp méi héich ass. Wann mir Waasser erhëtzen, erschéngen normalerweis kleng Blosen um Buedem vum Behälter. D'Existenz vu Blosen weist d'Verännerung vun enger Flëssegkeet an e Gas un. Wann den Drock vum gesättigte Damp an der Blos méi kleng ass wéi den Drock vum Loft dobaussen, schrumpft d'Blos a zerfällt, ier se d'Uewerfläch erreecht. Blosen ginn zerstéiert, well d'Schubkraaft vun der Loft dobaussen méi héich ass wéi d'Schubkraaft vum Damp an der Blos. Den Drock vum Loft dobaussen ass méi héich wéi den Dampdrock an der Blos, sou datt d'Loft dobaussen eng méi bedeitend Kraaft huet (P = F / A).

méi liesen

D'Fiichtegkeet weist d'Quantitéit u Waasserdamp an der Loft un. Wann et reent, ass d'Atmosphär ganz fiicht, well vill Waasserdamp an der Loft ass. Am Géigendeel, wann de Waasserdamp an der Loft ganz wéineg ass, ass d'Loft dréchen. D'Quantitéit u Waasserdamp an der Loft gëtt duerch déi relativ Fiichtegkeet ausgedréckt.

Déi relativ Loftfiichtegkeet ass d'Verhältnes vum Partialdrock vum Damp zum Drock vum gesättigte Waasserdamp bei enger bestëmmter Temperatur (Damp ass Waasserdamp). Déi relativ Loftfiichtegkeet gëtt a Prozent ausgedréckt, mathematesch formuléiert:

méi liesen