Vidusskolas fizika

Boila likums, Čārlza likums un G. Lusaka likums

Boila likums

Roberts Boils (1627–1691) veica eksperimentus, lai izpētītu kvantitatīvo sakarību starp gāzes spiedienu un tilpumu. Šajā eksperimentā noteikts gāzes daudzums tika ievietots slēgtā traukā. Viņš diezgan precīzi atklāja, ka, ja gāzes temperatūra tiek uzturēta nemainīga, tad, palielinoties gāzes spiedienam, gāzes tilpums samazinās. Un otrādi, samazinoties gāzes spiedienam, gāzes tilpums palielinās. Gāzes spiediens ir apgriezti proporcionāls gāzes tilpumam. Šī sakarība ir pazīstama kā Boila likums . Matemātiski:

Vairāk

Gāzu kinētiskā teorija apgalvo, ka katra viela sastāv no atomiem vai molekulām, un šie atomi vai molekulas atrodas nepārtrauktā, nejaušā kustībā. Šī kinētiskās teorijas hipotēze atbilst situācijai un apstākļiem, kādos atrodas gāzi veidojošie atomi vai molekulas. Pievilkšanās spēki starp gāzi veidojošajiem atomiem vai molekulām ir ļoti vāji, ļaujot atomiem vai molekulām brīvi pārvietoties.

Kustoties, atomiem vai molekulām ir ātrums. Atomiem vai molekulām ir arī masa. Tā kā tiem ir masa (m) un ātrums (v), atomiem vai molekulām ir kinētiskā enerģija (EK) un impulss (p). Kinētiskā enerģija : EK = 1⁄2 mv² ^. Savukārt impulss : p = mv. Papildus kinētiskajai enerģijai un impulsam pastāv arī spēks (F). Brīvi pārvietojoties, sadursmes noteikti notiks. Tātad spēks rodas impulsa izmaiņu dēļ, kad notiek sadursme. Atcerieties vēlreiz diskusiju par impulsu un impulsu. Kinētiskā enerģija, impulss un impulsa spēks ir mūsu diskusijas pamatā dinamikas materiālā (Ņūtona likumi, impulss un impulss). Var teikt, ka gāzu kinētiskā teorija faktiski pielieto dinamikas zinātni atomu vai molekulu līmenī, kas veido gāzes vielas.

Vairāk

Gāzes vidējā kinētiskā enerģija

Papildus spiedienam viens no lielumiem, kas norāda gāzes makroskopiskās īpašības, ir temperatūra (T). Gāzes spiediena vienādojums, kas tika atvasināts gāzu kinētiskās teorijas tēmā, ir uzrakstīts vēlreiz:

Ideālās gāzes likuma vienādojums, kas tika atvasināts ideālās gāzes likuma tēmā, tiek pārrakstīts:

Vairāk

Planētas Zeme atmosfērā nav brīva hēlija un ūdeņraža gāzes. Ir tikai slāpeklis (78%), skābeklis (21%), argons (0,90%), oglekļa dioksīds utt. Veneras atmosfēra gandrīz pilnībā sastāv no oglekļa dioksīda (CO2 ₎ . Jupitera atmosfērā ir daudz brīva hēlija un ūdeņraža. Mēnesim nav atmosfēras. Kāpēc katras planētas atmosfēras tips ir atšķirīgs? Kāpēc Zemes atmosfērā nav brīva hēlija un ūdeņraža?

Vidējais kvadrātiskais ātrums

Vidējais kvadrātiskais ātrums = vidējais kvadrātiskais = v _rms . Mēs varam atvasināt v _rms vienādojumu , pārveidojot temperatūras un kinētiskās enerģijas vienādojumus translācijas vienādojumos.

Vairāk

Enerģijas ekvivalences teorēmu teorētiski atvasināja Klerks Maksvels, izmantojot statistisko mehāniku. To sauc par teorēmu, jo tai nav eksperimentāla pierādījuma. Enerģijas ekvivalence nozīmē enerģijas vienmērīgu sadalījumu.

Translācijas kinētiskā enerģija rodas no translācijas kustības, kurai ir trīs ātruma komponentes: x ass, y ass un z ass. Šīs trīs ātruma komponentes ir iemesls, kāpēc iepriekš minētajā vienādojumā parādās skaitlis 3. Katru ātruma komponentu sauc par brīvības pakāpi. Tā kā ir trīs ātruma komponentes, translācijas kinētiskajai enerģijai ir trīs brīvības pakāpes.

Vairāk

Ja ieskatāmies vērīgāk, sākumā degšanas dūmus joprojām var redzēt. Pēc kāda laika dūmi kļūst neredzami. Vai esat kādreiz lietojuši smaržas? Pat ja izsmidzināt smaržas savā istabā, citi ārpus mājas joprojām var sajust to aromātu. Tāpat, ja jūsu māte virtuvē gatavo gardu un ēstgribu rosinošu maltīti, aromātu var sajust no kaimiņu mājām. Kāpēc tas tā ir?

Difūzijas izpratne

Ir daudz citu piemēru. Ja glāzē ar dzidru ūdeni ievietojat dažus pilienus tintes vai pārtikas krāsvielas, tinte vai pārtikas krāsviela vienmērīgi izplatīsies pa visu ūdeni. Tas notiek automātiski. Iepriekšējie piemēri ir difūzijas notikumi, kas bieži rodas ikdienas dzīvē. Difūzija ir vielas molekulu pārvietošanas process no augstas koncentrācijas zonas uz zemas koncentrācijas zonu. Koncentrācija attiecas uz vielas molekulu/molu skaitu tilpumā. Augstas koncentrācijas vieta ir vieta, kur ir daudz vielas molekulu uz tilpumu. Turpretī zemas koncentrācijas vieta ir vieta, kur ir maz molekulu uz tilpumu.

Vairāk

Mitrums attiecas uz ūdens tvaiku daudzumu gaisā. Kad līst lietus, gaiss ir ļoti mitrs, jo tajā ir daudz ūdens tvaiku. Un otrādi, ja gaisā ir ļoti maz vai nav ūdens tvaiku, gaiss ir ļoti sauss. Ūdens tvaiku daudzumu gaisā izsaka kā relatīvo mitrumu.

Relatīvais mitrums ir tvaika daļējā spiediena attiecība pret ūdens piesātinātā tvaika spiedienu noteiktā temperatūrā (ar tvaiku šeit domājam ūdens tvaikus). Relatīvo mitrumu izsaka procentos, matemātiski formulējot šādi:

Vairāk

15 elektrisko ķēžu problēmu piemēri

1. Apskati attēlu!

Ja R1 ₌ 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω un potenciālu starpība ir 14 volti, tad plūstošās strāvas lielums ir...

A. 7 A

B. 6 A

C. 2 A

D. 1 A

Diskusija

Vairāk

Vārīšanās definīcija

Vārīšanās ir process, kurā šķidrs stāvoklis tiek pārveidots gāzveida stāvoklī. Vārīšanās notiek, kad piesātinātā tvaika spiediens ir vienāds ar ārējā gaisa spiedienu (ārējā gaisa spiediens = atmosfēras spiediens). Šajā gadījumā mēs apspriedīsim tikai verdošu ūdeni. Ūdens piesātinātā tvaika spiediens ir tieši proporcionāls ūdens temperatūrai, jo augstāka ir ūdens temperatūra, jo lielāks ir ūdens piesātinātā tvaika spiediens. Kad mēs karsējam ūdeni, trauka apakšā parasti parādās mazi burbuļi. Burbuļu klātbūtne norāda uz pāreju no šķidruma uz gāzveida stāvokli. Ja piesātinātā tvaika spiediens burbulī ir mazāks par ārējā gaisa spiedienu, burbulis saraujas un sabrūk, pirms sasniedz virsmu. Burbulis sabrūk, jo ārējā gaisa stumšanas spēks ir lielāks nekā tvaika stumšanas spēks burbuļa iekšpusē. Ārējā gaisa spiediens ir lielāks nekā tvaika spiediens burbulī, tāpēc ārējam gaisam ir lielāks spēks (P = F/A).

Vairāk

Kinētiskā teorija

Iztvaikošanas procesu var izskaidrot, izmantojot kinētisko teoriju. Tāpat kā gāzes molekulas, arī ūdens molekulas pārvietojas. Atšķirība ir tāda, ka ūdens molekulas nevar atdalīties, jo pievilkšanās spēki starp tām joprojām spēj tās saturēt kopā. Turpretī pievilkšanās spēki starp gāzes molekulām ir ļoti vāji, tāpēc gāzes molekulas nevar salipt kopā. Kustoties, ūdens molekulām ir ātrums. Dažām ūdens molekulām ir liels ātrums, bet citām - mazs. Ūdens molekulu ātrumu sadalījums atgādina Maksvela sadalījumu.

Vairāk