Fysikk

Artikkel om konvertering av temperaturskalaer

Celsius- og Fahrenheit-skalaen er forskjellige temperaturskalaer. Hvis temperaturen til et objekt måles og uttrykkes på en Celsius-skala, ønsker vi å angi temperaturen til objektet på Fahrenheit-skalaen, og deretter endrer vi den fra Celsius-skalaen til Fahrenheit-skalaen. I denne delen lærer vi å endre eller konvertere en temperaturskala.

Ved et trykk på 1 atm er frysepunktet for Celsius-termometeret = 0 ^oC, mens Fahrenheit-termometeret = 32 ^oF. omvendt, ved et trykk på 1 atm, temperaturen til kokepunktet for et Celsius-termometer = 100 ^oC, mens et termometer med en Fahrenheit-skala = 212 ^oF.

Les mer

Artikkel om termometre og temperaturskalaer

1. Termometre

Verktøyet som er designet for å måle temperatur er et termometer. Det finnes mange typer termometre, men arbeidsprinsippet er det samme. Vanligvis bruker vi termometriske objekter, materiens natur endrer seg med temperaturen. Hvis temperaturen på objektet endres, endres også formen og størrelsen på objektet. De fleste termometre bruker objekter som kan utvide seg eller krympe når temperaturen endres. Termometre som ofte brukes består av glassrør, der det er alkohol eller kvikksølv i midten av røret. Når temperaturen øker, utvider alkoholen eller kvikksølvet i beholderen seg slik at lengden på alkohol- eller kvikksølvsøylen øker. Omvendt, når temperaturen synker, reduseres lengden på alkohol- eller kvikksølvsøylen. På utsiden av glassrøret er det tall som er skalaen til termometeret. Tallet som vises på den øvre enden av alkohol- eller kvikksølvsøylen angir verdien av temperaturen til objektet som måles.

Les mer

Artikkel om termodynamikkens nullte lov

Så langt har vi bare observert den termiske likevekten som oppleves av to objekter i kontakt.

For å forstå konseptet termisk likevekt mer grundig, la oss se på tre objekter (for eksempel objekt A, objekt B og objekt C). For eksempel berører ikke objekt B og objekt C hverandre, men objekt A er i kontakt med objekt B, og objekt A er i kontakt med objekt C. Se på bildet nedenfor. Fordi objekt A og objekt B er i kontakt med hverandre, bortsett fra at de er i termisk likevekt, er også objekt A og objekt C i termisk likevekt. Er objekter B og C som ikke berører hverandre, også i termisk likevekt? Hvis vi bare bruker logikk, kan vi si at objekt B og objekt C også er i termisk likevekt, selv om de ikke er i kontakt. Objekt A og objekt B er i termisk likevekt, noe som betyr at temperaturen til objekt A = temperaturen til objekt B.

Les mer

Artikkel om definisjon av temperatur og termisk likevekt

Definisjon av temperatur

Har du noen gang rørt is? Hva føler du når hendene dine berører is? Hva om det du berører er ild? Når du berører is, føles hendene dine kalde, når du berører ilden, føles hendene dine varme. Hva er varme, varme, kalde tilstander?

Temperaturbegrepet starter med varmen og kulden som følesansen vår. Basert på hva som føles med berøringssansen, sier vi at et objekt er varmere enn et annet objekt, eller at et objekt er kaldere enn et annet. Varme objekter har høyere temperaturer, mens kalde objekter har lavere temperaturer. Jo kaldere et objekt er, desto lavere er temperaturen. Omvendt, jo varmere et objekt er, desto høyere er temperaturen. Målet på varmen eller kulden til et objekt kalles temperatur. I faget gasskinetisk teori vil du forstå definisjonen av temperatur dypere; hva som skjer med molekylene fra et objekt slik at det kan føles varmt, lunt, kaldt eller kaldt.

Les mer

Artikkel om materiens faser (basert på mikroskopiske egenskaper)

I hverdagen møter vi ofte tre forskjellige faser av materie. Det er faste stoffer (f.eks. steiner, jern osv.), væsker (vann, bensin osv.) og gassformige stoffer (luft osv.). De tre fasene til disse stoffene kan skilles ut basert på deres evne til å beholde form og størrelse.

Faste stoffer beholder vanligvis en fast form og volum. Væsken beholder ikke en fast form, men tilpasser seg beholderen den er i. Hvis vi for eksempel har vann i et glass, endres formen som et glass. Hvis vann helles i badekaret, endres formen som et badekar. Volumet av væske er vanligvis alltid fast. Hvis et glass vann plasseres i et badekar, forblir mengden vann i glasset. Formen på vannet kan endres, men størrelsen varierer aldri. Husk at antallet faste stoffer og væsker kan endres hvis det gis tilstrekkelig kraft.

Les mer

Artikkel om atomteori og kinetisk teori

Atomteori

I tusenvis av år trodde de gamle grekerne at alle rene stoffer (som gull, jern osv.) besto av atomer. Ifølge dem, hvis et rent stoff kuttes i små biter, kuttes de små delene igjen, deretter kuttes tilbake ... og så videre, da vil det være de minste bitene som ikke kan kuttes igjen. De minste bitene som ikke kan kuttes igjen kalles atomer. Atom betyr «kan ikke deles» (gresk språk).

På den tiden ble atomet ansett for å være udelt. Men senere oppdaget noen forskere elektroner og atomkjerner (protoner og nøytroner), slik at antagelsen om at atomer ikke kunne deles opp var feil. Atomer består altså av elektroner (negativt ladede) og atomkjerner. Elektroner sirkler rundt kjernen. Inne i kjernen er det protoner (positivt ladede) og nøytroner (nøytrale eller uladede).

Les mer

Artikkel om faseendringer Kritisk temperatur Trippelpunkt

I diskusjonen av den idealgassloven har det blitt forklart at den idealgassloven beskriver oppførselen til ekte gass nøyaktig bare når trykket og tettheten til den ekte gassen ikke er for store. Hvis trykket og den ekte gasstettheten er store nok, gir den idealgassloven unøyaktige resultater, på samme måte når temperaturen til den ekte gassen nærmer seg kokepunktet. Dette er relatert til interaksjonene som oppstår mellom ekte gassmolekyler. Gasstrykket er omvendt proporsjonalt med gassvolumet. Når gasstrykket er stort nok, blir gassvolumet mindre. Fordi gassvolumet er lavt, blir avstanden mellom gassmolekylene mindre. Når avstanden mellom molekylene blir mindre, tiltrekker molekylene hverandre. Det er som når du legger et stykke jern på en magnet. Hvis avstanden mellom magneten og jernet er stor nok, kan ikke magneten trekke jernet. Men hvis avstanden mellom magneten og jernet er liten, trekkes jernet nærmere.

Les mer

Van der Walls er navnet på den nederlandske fysikeren J.D. van der Waals (1837–1923). Van der Waals tilstandsligning er en tilstandsligning for en gass, lik tilstandsligningen for en ideell gass. Forskjellen er at tilstandsligningen for en ideell gass ikke kan gi nøyaktige resultater hvis trykket og tettheten til en reell gass er stor nok, mens Van der Waals tilstandsligning kan gi mer nøyaktige resultater.

Eksistensen av denne ligningen stammer fra Van der Waals, som innså begrensningene ved ligningen for en ideal tilstand. Waals modifiserer tilstandsligningen for den ideelle gassen ved å legge til flere faktorer som også påvirker den virkelige gasstilstanden, når trykket og tettheten til den virkelige gassen er stor.

Les mer

Fordampningsprosessen kan forklares ved hjelp av kinetisk teori. I likhet med gassmolekyler beveger også vannmolekyler seg. Forskjellen er at vannmolekyler ikke kan spres fordi tiltrekningen mellom molekylene fortsatt kan holde dem sammen. Omvendt er tiltrekningen mellom gassmolekylene skjør, slik at gassmolekylene ikke kan smelte sammen. Når vannmolekyler beveger seg, har de hastighet. Det finnes vannmolekyler som har høye hastigheter; det finnes også vannmolekyler som har en liten hastighet. Fordelingen av vannmolekylets hastighet ligner Maxwell-fordelingen.

Fordampning skjer når vannmolekylenes hastighet er stor nok til at tiltrekningen mellom vannmolekylene ikke klarer å holde dem sammen. I likhet med raketter som beveger seg ut i rommet, er hastigheten til en rakett stor nok til at jordens gravitasjonskraft ikke kan holde den på jorden. Merk at bare molekyler med høy hastighet kan unnslippe tiltrekningen mellom molekylene. Molekyler med lav hastighet forblir sammen som vann.

Les mer

Koking er en prosess der væske omdannes til gass. Koking skjer når det mettede damptrykket er lik lufttrykket (lufttrykk = atmosfæretrykk). Vi diskuterer kun kokende vann. Det mettede damptrykket til vann er direkte proporsjonalt med vannets temperatur. Jo høyere vanntemperatur, desto høyere er trykket til den mettede dampen. Når vi varmer opp vann, vises det vanligvis små bobler på bunnen av beholderen. Tilstedeværelsen av bobler indikerer endring av væske til gass. Hvis det mettede damptrykket i boblen er mindre enn det ytre lufttrykket, vil boblen krympe og gå i oppløsning før den når overflaten. Bobler ødelegges fordi skyvekraften til den ytre luften er høyere enn skyvekraften til dampen inne i boblen. Det ytre lufttrykket er høyere enn damptrykket i boblen, slik at den ytre luften har en mer betydelig kraft (P = F / A).

Les mer