Základné fyzikálne návody

Aby vedci vysvetlili nezvratné termodynamické procesy, sformulovali druhý termodynamický zákon. Druhý termodynamický zákon vysvetľuje, aké procesy môžu prebiehať vo vesmíre a aké nie. Vedec menom R. J. E. Clausius (1822 – 1888) vyslovil toto tvrdenie:

Teplo sa prirodzene presúva z objektov s vysokou teplotou na objekty s nízkou teplotou; teplo prirodzene neprechádza z objektov s nízkou teplotou na objekty s vysokou teplotou (druhý termodynamický zákon – Clausiusovo tvrdenie).

Clausiusovo tvrdenie je jedným zo špeciálnych tvrdení druhého termodynamického zákona. Nazýva sa špeciálnym tvrdením, pretože platí iba pre jeden proces, ktorý súvisí s prenosom tepla. Keďže toto tvrdenie nesúvisí s inými procesmi, potrebujeme všeobecnejšie tvrdenie. Vypracovanie všeobecného tvrdenia druhého termodynamického zákona je založené na štúdiu tepelných motorov. Preto sa najprv budeme venovať teplu motora.

Čítaj viac

Článok Termodynamické procesy: Izotermické Adiabatické Izochorické Izobarické

Existujú štyri termodynamické procesy, a to izotermické, izochorické, izobarické a adiabatické procesy.

Izotermický proces (konštantná teplota)

Pri izotermickom procese sa teplota systému udržiava konštantná. Teoreticky je analyzovaný systém ideálny plyn. Teplota ideálneho plynu je priamo úmerná ideálnej vnútornej energii plynu (U = 3/2 n RT). T sa nemení, takže sa nemení ani U. Ak sa teda aplikuje na izotermický proces, prvý zákon termodynamickej rovnice sa stáva:

Čítaj viac

Termodynamický proces

Teplo (Q) je energia, ktorá sa presúva z jedného objektu na druhý v dôsledku teplotného rozdielu. Pokiaľ ide o systémy a prostredia, teplo je energia presúvajúca sa zo systému do prostredia alebo energia presúvajúca sa z prostredia do systému v dôsledku teplotného rozdielu. Ak je teplota systému vyššia ako teplota okolia, teplo bude prúdiť zo systému do prostredia. Ak je teplota okolia vyššia ako teplota systému, teplo prúdi z prostredia do systému.

Teplo (Q) je energia, ktorá sa pohybuje v dôsledku teplotného rozdielu, zatiaľ čo práca (W) súvisí s prenosom energie prostredníctvom práce. Napríklad, ak systém vykonáva prácu na prostredí, potom sa energia pohybuje zo systému do prostredia. Naopak, ak prostredie vykonáva prácu na systéme, potom sa energia pohybuje z prostredia do systému.

Čítaj viac

Neelastické zrážky

Zákon zachovania kinetickej energie neplatí pri nepružných zrážkach. Zákon zachovania hybnosti platí pri nepružných zrážkach len vtedy, ak na dva kolidujúce objekty nepôsobí žiadna vonkajšia sila. Pri nepružnej zrážke sa dva objekty po zrážke prilepia alebo sú k sebe pripojené.

Príklad otázky 1.

Dva telesá majú rovnakú hmotnosť, a to 1 kg. Teleso 1 sa pohybuje po plochej rovine rýchlosťou 10 m/s a zrazí sa s telesom dva, ktoré je v pokoji. Po zrážke sa tieto dva telesá zlepia. Aká je rýchlosť týchto dvoch telies po zrážke?

Čítaj viac

Čiastočne elastické zrážky

Pri čiastočne elastických zrážkach platí zákon zachovania hybnosti, zatiaľ čo zákon zachovania kinetickej energie nie. V čase zrážky sa časť kinetickej energie premení na zvukovú energiu, tepelnú energiu a vnútornú energiu. Použitie slova elastický naznačuje, že po zrážke sa dva objekty nezlepia, ale odrazí sa.

Príkladom čiastočne elastickej zrážky je jednorozmerná zrážka dvoch guľôčok alebo dvoch biliardových gúľ.

Čítaj viac

Zachovanie hybnosti

Law of conservation of linear momentum states that if there is no external force acting on two colliding objects, the momentum of the objects before the collision is equal to the momentum of the objects after the collision.

p₁ + s₂ = str₁ ’ + p₂ ' …………………….. Rovnica 1.4

m₁ v₁ +m₂ v₂ = m₁ v₁ ' + m₂ v₂ "

If after collision both objects stick together,

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂ ) v'

Čítaj viac

Dokonale elastické zrážky

Zrážka dvoch objektov sa nazýva dokonale elastická zrážka, ak je hybnosť alebo kinetická energia každého objektu pred zrážkou rovnaká ako hybnosť a kinetická energia každého objektu po zrážke. Inými slovami, zákon zachovania hybnosti a zákon zachovania kinetickej energie platia aj pri dokonale elastických zrážkach. Použitie slova elastický znamená, že po zrážke sa dva objekty nelepia pohromade ani nie sú k sebe pripojené, ale odrážajú sa. Hybnosť každého objektu sa zachováva.

Hybnosť každého objektu je zachovaná.

Čítaj viac

Princíp práce a mechanickej energie

Veta o kinetickej energii hovorí, že čistá práca alebo práca vykonaná čistou silou sa rovná zmene kinetickej energie.

W_sieť = DO_t – DO_o = 1⁄2 m(v)_t² - v_o²)

W_sieť = Existujú dva typy síl, a to konzervatívna sila a nekonzervatívna sila. Čistú prácu teda možno považovať za prácu vykonanú konzervatívnou silou a prácu vykonanú nekonzervatívnou silou.

W_c + W_nc = ΔKE

Čítaj viac

Práca vykonaná konzervatívnymi silami Potenciálna energia

Pozorujte objekt, ktorý sa pohybuje vertikálne nahor a potom sa po dosiahnutí maximálnej výšky vracia do svojej počiatočnej polohy. Keď sa objekt pohybuje vertikálne nahor, jeho hmotnosť vykonáva zápornú prácu. Keď sa objekt pohybuje nahor, jeho výška sa zväčšuje. Preto sa zvyšuje aj gravitačná potenciálna energia objektu. Dá sa usúdiť, že záporná práca vykonaná hmotnosťou sa rovná zvýšeniu gravitačnej potenciálnej energie (PE) objektu.

Čítaj viac

Konzervatívna sila a nekonzervatívna sila

1. Konzervatívna sila

1.1 Hmotnosť (w)

Pozorujte objekt, ktorý sa pohybuje vertikálne nahor, kým nedosiahne maximálnu výšku, predtým ako sa posunie nadol do svojej počiatočnej polohy. Pri vertikálnom pohybe nahor o h je závažie v opačnom smere ako je smer posunutia. Závažie teda vykonáva na objekte zápornú prácu. 

W = wh (cos 180^o) = – wh = – mgh

Po dosiahnutí maximálnej výšky sa objekt pohybuje smerom nadol do svojej počiatočnej polohy o h. Pri pohybe nadol sa závažie pohybuje v rovnakom smere ako posunutie. Pretože je v rovnakom smere ako posunutie, závažie vykonáva kladnú prácu.

Čítaj viac