Fizika

Raksts par temperatūras skalu konvertēšanu

Celsija skala un Fārenheita skala ir dažādas temperatūras skalas. Ja objekta temperatūra tiek mērīta un izteikta Celsija skalā, tad, ja vēlamies norādīt objekta temperatūru Fārenheita skalā, mēs to mainām no Celsija skalas uz Fārenheita skalu. Šajā sadaļā mēs iemācīsimies mainīt vai konvertēt temperatūras skalu.

Pie 1 atm spiediena Celsija termometra sasalšanas temperatūra ir 0. ^oC, savukārt Fārenheita termometrs = 32 ^oF. un otrādi, pie 1 atm spiediena temperatūra viršanas temperatūra Celsija skalas termometram = 100 ^oC, savukārt termometrs ar Fārenheita skalu = 212 ^oF.

Vairāk

Raksts par termometriem un temperatūras skalām

1. Termometri

Temperatūras mērīšanai paredzēts instruments ir termometrs. Ir daudz termometru veidu, taču darbības princips ir viens un tas pats. Parasti mēs izmantojam termometriskus objektus – vielas īpašības, kas mainās līdz ar temperatūru. Ja mainās objekta temperatūra, mainās arī objekta forma un izmērs. Lielākā daļa termometru izmanto objektus, kas var izplesties vai sarauties, mainoties temperatūrai. Bieži izmantotie termometri sastāv no stikla caurulēm, kuru centrā ir spirts vai dzīvsudrabs. Kad temperatūra paaugstinās, traukā esošais spirts vai dzīvsudrabs izplešas, tādējādi palielinot spirta vai dzīvsudraba staba garumu. Un otrādi, kad temperatūra pazeminās, spirta vai dzīvsudraba staba garums samazinās. Stikla caurules ārpusē ir skaitļi, kas ir termometra skala. Skaitlis, kas redzams spirta vai dzīvsudraba staba augšējā galā, norāda mērāmā objekta temperatūras vērtību.

Vairāk

Raksts par termodinamikas nullto likumu

Līdz šim mēs esam novērojuši tikai divu saskarē esošu objektu termisko līdzsvaru.

Lai padziļināti izprastu termiskā līdzsvara jēdzienu, apskatīsim trīs objektus (piemēram, objektus A, objektu B un objektus C). Piemēram, objekts B un objekts C nepieskaras viens otram, bet objekts A saskaras ar objektu B un objekts A saskaras ar objektu C. Apskatiet attēlu zemāk. Tā kā objekts A un objekts B saskaras viens ar otru, atrodoties termiskā līdzsvarā, arī objekts A un objekts C atrodas termiskā līdzsvarā. Vai objekti B un C, kas nepieskaras viens otram, arī atrodas termiskā līdzsvarā? Izmantojot tikai loģiku, varam teikt, ka objekts B un objekts C arī atrodas termiskā līdzsvarā, pat ja tie nesaskaras. Objekts A un objekts B atrodas termiskā līdzsvarā, kas nozīmē, ka objekta A temperatūra ir = objekta B temperatūra.

Vairāk

Raksts par temperatūras un termiskā līdzsvara definīciju

Temperatūras definīcija

Vai esi kādreiz pieskāries ledum? Ko tu jūti, kad rokas pieskaras ledum? Ko darīt, ja tas, ko tu pieskaries, ir uguns? Pieskaroties ledum, rokas ir aukstas, bet, kad pieskaries ugunij, rokas ir karstas. Karsts, silts, vēss, auksts - ko nozīmē?

Temperatūras jēdziens sākas ar karstumu un aukstumu, ko izjūtam ar tausti. Pamatojoties uz to, ko sajūtam ar tausti, mēs sakām, ka objekts ir karstāks par citu objektu vai objekts ir aukstāks par citu. Karstiem objektiem ir augstāka temperatūra, bet aukstiem objektiem - zemāka. Jo vēsāks objekts, jo zemāka tā temperatūra. Un otrādi, jo karstāks objekts, jo augstāka tā temperatūra. Objekta siltuma vai aukstuma mēru sauc par temperatūru. Gāzu kinētiskās teorijas priekšmetā jūs dziļāk izpratīsiet temperatūras definīciju; kas notiek ar objekta molekulām, lai tas varētu justies karsts, silts, vēss vai auksts.

Vairāk

Raksts par vielas fāzēm (pamatojoties uz mikroskopiskām īpašībām)

Ikdienā mēs bieži sastopamies ar trim dažādām matērijas fāzēm. Ir cietas vielas (piemēram, akmeņi, dzelzs utt.), šķidrumi (ūdens, benzīns utt.) un gāzveida vielas (gaiss utt.). Šo vielu trīs fāzes var atšķirt, pamatojoties uz to spēju saglabāt savu formu un izmēru.

Cietvielas parasti saglabā fiksētu formu un tilpumu. Šķidrums nesaglabā fiksētu formu, bet pielāgojas aizņemtajam traukam. Piemēram, ja glāzē ielej ūdeni, forma mainās līdzīgi kā glāzei. Ja vannā ielej ūdeni, forma mainās līdzīgi kā vannai. Šķidruma tilpums parasti vienmēr ir fiksēts. Ja glāzi ūdens ievieto vannā, ūdens daudzums glāzē paliek. Ūdens forma var mainīties, bet izmērs nekad nemainās. Paturiet prātā, ka cietvielu un šķidrumu skaits var mainīties, ja tiem tiek pielikts pietiekams spēks.

Vairāk

Raksts par atomu teoriju un kinētisko teoriju

Atomu teorija

Tūkstošiem gadu senie grieķi uzskatīja, ka katra tīra viela (piemēram, zelts, dzelzs utt.) sastāv no atomiem. Saskaņā ar viņu uzskatiem, ja tīru vielu sagriež mazos gabaliņos, tad šīs sīkās daļiņas atkal sagriež, tad sagriež atpakaļ... un tā tālāk, tad būs vismazākās daļiņas, kuras vairs nevar sagriezt. Mazākās daļiņas, kuras vairs nevar sagriezt, sauc par atomiem. Atoms nozīmē "nevar sadalīt" (grieķu valodā).

Tolaik atoms vairs netika uzskatīts par sadalītu. Taču vēlāk daži zinātnieki atklāja elektronus un atomu kodolus (protonus un neitronus), tāpēc pieņēmums, ka atomus nevar sadalīt, bija kļūdains. Tātad atomi sastāv no elektroniem (negatīvi lādētiem) un atomu kodoliem. Elektroni riņķo ap kodolu. Kodola iekšpusē ir protoni (pozitīvi lādēti) un neitroni (neitrāli jeb neuzlādēti).

Vairāk

Raksts par fāzes izmaiņām Kritiskā temperatūra Trīskāršais punkts

Apspriežot ideālās gāzes likumu, tika paskaidrots, ka ideālās gāzes likums precīzi apraksta reālas gāzes uzvedību tikai tad, ja reālās gāzes spiediens un blīvums nav pārāk lieli. Ja spiediens un reālās gāzes blīvums ir pietiekami lieli, ideālās gāzes likums sniedz neprecīzus rezultātus, līdzīgi, ja reālās gāzes temperatūra tuvojas viršanas temperatūrai. Tas ir saistīts ar mijiedarbību, kas notiek starp reālām gāzes molekulām. Gāzes spiediens ir apgriezti proporcionāls gāzes tilpumam. Kad gāzes spiediens ir pietiekami liels, gāzes tilpums samazinās. Tā kā gāzes tilpums ir mazs, attālums starp gāzes molekulām samazinās. Kad attālums starp molekulām samazinās, molekulas pievelk viena otru. Tas ir līdzīgi kā tad, kad uz magnēta uzliek dzelzs gabalu. Ja attālums starp magnētu un dzelzi ir pietiekami liels, magnēts nevar pievilkt dzelzi. Bet, ja attālums starp magnētu un dzelzi ir mazs, dzelzs tiek pievilkta tuvāk.

Vairāk

Van der Vālss ir nīderlandiešu fiziķa J. D. van der Vālsa (1837–1923) vārds. Van der Vālsa stāvokļa vienādojums ir gāzes stāvokļa vienādojums, kas ir līdzīgs ideālas gāzes stāvokļa vienādojumam. Atšķirība ir tāda, ka ideālas gāzes stāvokļa vienādojums nevar sniegt precīzus rezultātus, ja reālas gāzes spiediens un blīvums ir pietiekami lieli, savukārt Van der Vālsa stāvokļa vienādojums var sniegt precīzākus rezultātus.

Šī vienādojuma eksistences pamatā ir van der Vālsa darbs, kurš saprata ideālā stāvokļa vienādojuma ierobežojumus. Vālss modificēja ideālās gāzes stāvokļa vienādojumu, pievienojot vairākus faktorus, kas ietekmē arī reālo gāzes stāvokli, kad reālās gāzes spiediens un blīvums ir lieli.

Vairāk

Iztvaikošanas procesu var izskaidrot, izmantojot kinētisko teoriju. Tāpat kā gāzes molekulas, arī ūdens molekulas pārvietojas. Atšķirība ir tāda, ka ūdens molekulas nevar izkliedēties, jo pievilkšanās spēks starp molekulām joprojām var tās saturēt kopā. Turpretī pievilkšanās spēks starp gāzes molekulām ir trausls, tāpēc gāzes molekulas nevar saplūst. Kustoties ūdens molekulām ir ātrums. Ir ūdens molekulas, kurām ir liels ātrums; ir arī ūdens molekulas, kurām ir mazs ātrums. Ūdens molekulas ātruma sadalījums atgādina Maksvela sadalījumu.

Iztvaikošana notiek, kad ūdens molekulu ātrums ir pietiekami liels, lai pievilkšanās spēks starp ūdens molekulām to nespētu noturēt kopā. Līdzīgi kā raķetēm, kas pārvietojas kosmosā, raķetes ātrums ir pietiekami liels, lai Zemes gravitācijas spēks to nespētu noturēt uz Zemes. Ņemiet vērā, ka tikai molekulas ar lielu ātrumu var izvairīties no pievilkšanās spēka starp molekulām. Molekulas ar mazu ātrumu paliek kopā kā ūdens.

Vairāk

Vārīšanās ir šķidruma pārvēršanas gāzveida stāvoklī process. Vārīšanās notiek, kad piesātinātā tvaika spiediens ir vienāds ar gaisa spiedienu (gaisa spiediens = atmosfēras spiediens). Mēs apspriežam tikai verdošu ūdeni. Ūdens piesātinātā tvaika spiediens ir tieši proporcionāls ūdens temperatūrai, jo augstāka ir ūdens temperatūra, jo augstāks ir piesātinātā tvaika spiediens. Kad mēs karsējam ūdeni, trauka apakšā parasti parādās mazi burbuļi. Burbuļu klātbūtne norāda uz šķidruma pāreju gāzveida stāvoklī. Ja piesātinātā tvaika spiediens burbulī ir mazāks par ārējā gaisa spiedienu, burbulis saraujas un sadalās, pirms sasniedz virsmu. Burbuļi iznīcina, jo ārējā gaisa vilces spēks ir lielāks nekā tvaika vilces spēks burbuļa iekšpusē. Ārējais gaisa spiediens ir augstāks nekā tvaika spiediens burbulī, tāpēc ārējam gaisam ir nozīmīgāks spēks (P = F / A).

Vairāk