Fyzika na strednej škole

Entropia hmoty

V predchádzajúcej diskusii sme študovali niekoľko konkrétnych tvrdení druhého termodynamického zákona. Treba poznamenať, že tieto konkrétne tvrdenia dokážu vysvetliť iba určité nezvratné procesy. Clausiusovo tvrdenie vysvetľuje iba prenos tepla a jeho vzťah k princípu fungovania chladničiek. Kelvinovo a Planckovo tvrdenie sa týka princípu fungovania tepelných motorov . V podstate sa tieto dve tvrdenia týkajú prenosu tepla. Existuje mnoho ďalších nezvratných procesov, ktoré nemožno vysvetliť pomocou týchto dvoch tvrdení.

Čítaj viac

Články o chladiacich strojoch

Chladnička je tepelný stroj, ktorý pracuje v opačnom smere. Tepelný stroj teda odoberá teplo z oblasti s nízkou teplotou a odvádza ho do oblasti s vysokou teplotou. Aby tento proces mohol prebiehať, musí motor vykonať prácu. Teplo však prirodzene prúdi iba z oblasti s vysokou teplotou do oblasti s nízkou teplotou. Teplo nemôže samo prúdiť z oblasti s nízkou teplotou do oblasti s vysokou teplotou. To je v súlade s Clausiovým tvrdením, ktoré bolo uvedené predtým. Pre proces, ktorý prebieha v chladničke, možno predchádzajúce Clausiovo tvrdenie zapísať takto:

Čítaj viac

Článok o cykle Carnotovho motora

Francúzsky vedec Sadi Carnot (1796-1832) v roku 1824 teoreticky študoval ideálny tepelný stroj , aby zistil, ako zvýšiť účinnosť tepelného motora. V tom čase ešte nebol formulovaný prvý termodynamický zákon ani druhý termodynamický zákon. Prvý zákon nebol formulovaný, pretože vedci ešte nevedeli, že teplo je energia. Po experimentoch Joula a jeho priateľov v 30. rokoch 19. storočia vedci s istotou vedeli len to, že teplo je energia, ktorá sa prenáša v dôsledku teplotných rozdielov. Prvý termodynamický zákon bol teda formulovaný po roku 1830. Sadi Carnot v roku 1824 teoreticky študoval ideálny tepelný stroj. Jeho výskum bol v skutočnosti zameraný na zvýšenie účinnosti parných strojov, ktoré sa v tom čase používali. Väčšina parných strojov v tom čase bola menej účinná.

Čítaj viac

Článok o druhom termodynamickom zákone

Všetky prirodzene sa vyskytujúce procesy prebiehajú iba jedným smerom, ale nemôžu prebiehať v opačnom smere, bežne sa označujú ako nezvratné procesy. Po uvoľnení zo stonky a voľnom páde na zem sa mango už nikdy nepohne nahor. Kniha, ktorú zatlačíme a potom zastavíme, sa už nikdy nepohne späť k nám. Ak sa dotkneme objektu s vysokou teplotou (horúci objekt) objektom s nízkou teplotou (studený objekt), teplo prirodzene prúdi z objektu s vysokou teplotou na objekt s nízkou teplotou. Nikdy nevidíme opačný proces, kde by sa teplo prirodzene presúvalo zo studeného objektu na horúci objekt. Ak by k tomuto procesu došlo, studený objekt by sa ochladil, zatiaľ čo horúci objekt by sa zahrial. V skutočnosti to však tak nie je. Existuje mnoho nezvratných procesov, ktoré sa od seba zdajú byť odlišné, ale všetky zahŕňajú zmeny vo forme energie a prenos energie z jedného objektu na druhý.

Čítaj viac

Článok o aplikácii prvého termodynamického zákona na niekoľko termodynamických procesov

Predtým sme preberali prvý termodynamický zákon a analyzovali prácu vykonanú systémom. Tentoraz preskúmame niektoré aplikácie prvého termodynamického zákona v štyroch termodynamických procesoch. Štyri predmetné termodynamické procesy sú izotermický, izochorický, izobarický a adiabatický. Tieto pojmy sú odvodené z gréčtiny.

Izotermický proces (konštantná teplota)

Najprv si zopakujeme aplikáciu prvého termodynamického zákona na izotermický proces. V izotermickom procese sa teplota systému udržiava konštantná. Systém, ktorý teoreticky analyzujeme, je ideálny plyn. Teplota ideálneho plynu je priamo úmerná vnútornej energii ideálneho plynu (U = 3/2 nRT). Keďže T zostáva konštantná, aj U zostáva konštantné. Preto pri aplikácii na izotermický proces sa rovnica pre prvý termodynamický zákon stáva:

Čítaj viac

Článok o zákone zachovania energie

Formy energie

V našom každodennom živote existuje mnoho foriem energie. V téme práca a energia sme sa zoznámili s dvoma formami mechanickej energie: potenciálnou energiou a kinetickou energiou . Potenciálna energia pozostáva z niekoľkých typov, vrátane gravitačnej energie, elastickej energie a elektrickej energie . Kinetická energia pozostáva z dvoch typov: translačnej kinetickej energie a rotačnej kinetickej energie.

Chutné, zrelé mango má gravitačnú potenciálnu energiu, pretože visí na stonke. To isté sa stane, keď ste v určitej výške nad zemou, napríklad na streche. Objekt má gravitačnú potenciálnu energiu vďaka svojej polohe vzhľadom na Zemi.

Čítaj viac

Prvý termodynamický zákon materiálu

Termodynamický proces

Teplo (Q) je energia, ktorá sa presúva z jedného objektu na druhý v dôsledku teplotného rozdielu. Vo vzťahu k systému a prostrediu možno teplo považovať za energiu, ktorá sa presúva zo systému do prostredia, alebo za energiu, ktorá sa presúva z prostredia do systému v dôsledku teplotného rozdielu. Ak je teplota systému vyššia ako teplota prostredia, teplo bude prúdiť zo systému do prostredia. Naopak, ak je teplota prostredia vyššia ako teplota systému, teplo bude prúdiť z prostredia do systému.

Ak teplo (Q) súvisí s prenosom energie v dôsledku teplotného rozdielu, potom práca (W) súvisí s prenosom energie, ku ktorému dochádza mechanickými prostriedkami. Napríklad, ak systém vykonáva prácu na prostredí, energia sa automaticky presunie zo systému do prostredia. Naopak, ak prostredie vykonáva prácu na systéme, energia sa presunie z prostredia do systému.

Čítaj viac

9 príkladov otázok o hustote

1. Objem telesa je 8 cm3 ^a jeho hmotnosť je 84 gramov, takže jeho hustota je...

A. 10,5 g/ ^cm³

B. 8,5 g/ ^cm³

Cca 6,4 g/ ^cm³

D. 4,8 3 g/ ^cm³

Diskusia

Čítaj viac

14 príkladov problémov s výrobou magnetov

1. Výroba magnetu trením je...

Diskusia
Magnetizácia trením sa dosahuje trením magnetu o predmet, ktorý sa má zmagnetizovať, pričom trenie prebieha v jednom smere. Póly vytvorené na zmagnetizovanom predmete závisia od pólu magnetu použitého na trenie. Ak je pól magnetu použitého na trenie severný pól, potom sa koniec predmetu, ktorý sa trí, stane južným pólom. Naopak, ak je pól magnetu použitého na trenie južný pól, potom sa koniec predmetu, ktorý sa trí, stane severným pólom.
Správna odpoveď je C.

Čítaj viac

Článok o stavovej rovnici ideálneho plynu (stavová rovnica ideálneho plynu)

Plynové zákony vrátane Boyleovho zákona, Charlesovho zákona a Gay-Lussacovho zákona neplatia pre všetky plynové podmienky, čo sťažuje našu analýzu. Pre zjednodušenie analýzy sa vytvorí model ideálneho plynu. Ideálne plyny v každodennom živote neexistujú; sú to jednoducho dokonalé formy vytvorené na zjednodušenie analýzy. Koncept ideálneho plynu nám tiež veľmi pomáha pri skúmaní vzťahu medzi týmito tromi plynovými zákonmi.

Vzťah medzi teplotou, objemom a tlakom plynu

Odvolaním sa na tri vyššie uvedené zákony o plynoch môžeme odvodiť všeobecnejší vzťah medzi teplotou, objemom a tlakom plynu.

Čítaj viac