Tutoriale de fizică de bază

Pentru a explica procesele termodinamice ireversibile, oamenii de știință au formulat a doua lege a termodinamicii. A doua lege a termodinamicii explică ce procese pot avea loc în univers și ce procese nu pot avea loc. Un om de știință pe nume R. J. E. Clausius (1822-1888) a făcut următoarea afirmație:

În mod natural, căldura se deplasează de la obiectele cu temperatură ridicată la obiectele cu temperatură scăzută; în mod natural, căldura nu se deplasează de la obiectele cu temperatură scăzută la obiectele cu temperatură ridicată (a doua lege a termodinamicii - afirmația lui Clausius).

Afirmația lui Clausius este una dintre afirmațiile speciale ale celei de-a doua legi a termodinamicii. Se numește afirmație specială deoarece se aplică unui singur proces, legat de transferul de căldură. Deoarece această afirmație nu este legată de alte procese, avem nevoie de o afirmație mai generală. Dezvoltarea unei afirmații generale a celei de-a doua legi a termodinamicii se bazează pe studiul motoarelor termice. Prin urmare, vom discuta mai întâi despre căldura motorului.

Află mai multe

Article Thermodynamic processes : Isothermal Adiabatic Isochoric Isobaric

There are four thermodynamic processes, namely Isothermal, isochoric, isobaric and adiabatic processes.

Isothermal Process (constant temperature)

In an isothermal process, system temperature is kept constant. Theoretically, the analyzed system is an ideal gas. Ideal gas temperature is directly proportional to ideal internal gas energy (U = 3/2 n R T). T does not change, so U also does not change. Thus, if applied to the isothermal process, the first law of the thermodynamic equation becomes:

Află mai multe

Proces termodinamic

Căldura (Q) este energia care se deplasează de la un obiect la altul din cauza diferenței de temperatură. În ceea ce privește sistemele și mediile, căldura este energia care se deplasează de la sistem la mediu sau energia care se deplasează de la mediu la sistem, datorită diferenței de temperatură. Dacă temperatura sistemului este mai mare decât temperatura ambiantă, căldura va circula din sistem în mediu. Dacă temperatura ambiantă este mai mare decât temperatura sistemului, atunci căldura circulă din mediu în sistem.

Căldura (Q) este energia care se deplasează datorită diferenței de temperatură, în timp ce lucrul mecanic (W) este legat de transferul de energie prin lucru mecanic. De exemplu, dacă sistemul efectuează lucru mecanic asupra mediului, atunci energia se deplasează din sistem în mediu. Invers, dacă mediul efectuează lucru mecanic asupra sistemului, atunci energia se deplasează din mediu în sistem.

Află mai multe

Coliziuni inelastice

Legea conservării energiei cinetice nu este aplicabilă în coliziunile inelastice. Legea conservării impulsului este aplicabilă în coliziunile inelastice doar dacă nicio forță externă nu acționează asupra celor două obiecte care se ciocnesc. Într-o coliziune inelastică, două obiecte se lipesc sau sunt atașate unul de celălalt după coliziune.

Exemplu de întrebare 1.

Două obiecte au aceeași masă, și anume 1 kg. Obiectul 1 se mișcă pe un plan plat cu o viteză de 10 m/s și se ciocnește cu obiectul doi, care este în repaus. După coliziune, cele două obiecte se lipesc unul de celălalt. Care este viteza celor două obiecte după coliziune?

Află mai multe

Coliziuni parțial elastice

În coliziunile parțial elastice, se aplică legea conservării impulsului, în timp ce legea conservării energiei cinetice nu este aplicabilă. În momentul în care are loc o coliziune, o parte din energia cinetică este convertită în energie sonoră, energie termică și energie internă. Utilizarea cuvântului „elastic” indică faptul că, după coliziune, cele două obiecte nu se lipesc unul de celălalt, ci ricoșează.

Un exemplu de coliziune parțial elastică este coliziunea unidimensională a două bile sau a două bile de biliard.

Află mai multe

Conservarea impulsului liniar

Legea conservării impulsului liniar afirmă că, dacă nu există nicio forță externă care să acționeze asupra a două obiecte care se ciocnesc, impulsul obiectelor înainte de coliziune este egal cu impulsul obiectelor după coliziune.

p₁ + p₂ =p₁ ' + p₂ ' ………………….. Ecuația 1.4

m₁ v₁ +m₂ v₂ = m₁ v₁ ' + m₂ v₂ "

Dacă după coliziune ambele obiecte se lipesc unul de celălalt,

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m)₁ +m₂ ) v'

Află mai multe

Ciocniri perfect elastice

O coliziune a două obiecte se numește coliziune perfect elastică dacă impulsul sau energia cinetică a fiecărui obiect înainte de coliziune este egală cu impulsul și energia cinetică a fiecărui obiect după coliziune. Cu alte cuvinte, legea conservării impulsului și legea conservării energiei cinetice sunt aplicabile în coliziunile perfect elastice. Utilizarea cuvântului elastic indică faptul că, după coliziune, cele două obiecte nu se lipesc sau nu sunt atașate unul de celălalt, ci ricoșează. Impulsul fiecărui obiect se conservă.

Impulsul fiecărui obiect se conservă.

Află mai multe

Principiul energiei mecanice-lucru

Teorema energiei cinetice afirmă că lucrul mecanic net sau lucrul mecanic efectuat de forța netă este egal cu variația energiei cinetice.

W_net =KE_t – KE_o = 1⁄2 m(v)_t² - v_o²)

W_net = Există două tipuri de forțe, și anume forța conservativă și forța neconservativă. Astfel, lucrul mecanic net poate fi considerat a fi compus din lucrul mecanic efectuat de o forță conservativă și lucrul mecanic efectuat de o forță neconservativă.

W_c +W_nc =ΔKE

Află mai multe

Lucrul mecanic efectuat de forțele conservative Energia potențială

Observați un obiect care se mișcă vertical în sus și apoi revine la poziția inițială după ce atinge o înălțime maximă. Când obiectul se mișcă vertical în sus, greutatea efectuează un lucru mecanic negativ asupra obiectului. Când obiectul se mișcă în sus, înălțimea obiectului crește. Prin urmare, și energia potențială gravitațională a obiectului crește. Se poate concluziona că lucrul mecanic negativ efectuat de greutate este egal cu creșterea energiei potențiale gravitaționale (PE) a obiectului.

Află mai multe

Forță conservativă și forță neconservativă

1. Forța conservatoare

1.1 Greutate (g)

Observați un obiect care se mișcă vertical în sus până atinge o înălțime maximă înainte de a se mișca în jos către poziția sa inițială. Când se mișcă vertical în sus cu h, greutatea este în direcție opusă față de deplasare. Prin urmare, greutatea efectuează un lucru mecanic negativ asupra obiectului. 

W = wh (cos 180)^o) = – wh = – mgh

După atingerea unei înălțimi maxime, obiectul se mișcă în jos spre poziția sa inițială cu h. Când se mișcă în jos, greutatea se află în aceeași direcție cu deplasarea. Deoarece se află în aceeași direcție cu deplasarea, greutatea efectuează lucru mecanic pozitiv.

Află mai multe