Osnovne vadnice iz fizike

Če pozorno pogledamo, lahko sprva vidimo dim od zgorevanja. Čez nekaj časa dima ni več mogoče videti. Ste uporabili parfum? Čeprav parfum popršite po prostoru, lahko vonj parfuma čutijo tudi drugi ljudje, ki so zunaj doma. Če mama v kuhinji kuha okusno in slastno hrano, se vonj po kuhanju lahko čuti tudi iz sosedove hiše. Zakaj je tako?

Obstaja še veliko drugih primerov. Če v kozarec s čisto vodo kanete nekaj kapljic črnila, se bo črnilo ali barvilo za živila enakomerno porazdelilo po vodi. To se zgodi samodejno. Nekateri prejšnji primeri so difuzijski dogodki, ki jih pogosto doživljamo v vsakdanjem življenju. Difuzija je proces premikanja snovi iz visoke v nizko koncentracijo. Koncentracija pomeni število molekul/molov snovi na volumen. Mesto z visoko koncentracijo je mesto, kjer je veliko molekul snovi na volumen. Nasprotno pa so nizke koncentracije mesta, kjer je malo molekul na volumen.

Preberi več

Energija v idealnem monatomskem plinu

Energija v monatomskem idealnem plinu je skupna količina translacijske kinetične energije molekul monatomskega idealnega plina. Skupna količina translacijske kinetične energije molekul idealnega plina = produkt povprečne translacijske kinetične energije vsake molekule in števila molekul (N). Matematično:

Preberi več

Izrek o enakomerni porazdelitvi energije je teoretično izpeljal Clerk Maxwell z uporabo statistične mehanike. Imenuje se izrek, ker ni dokaza s poskusi. Porazdelitev energije pomeni enakomerno porazdelitev energije.

KE = povprečna translacijska kinetična energija molekul plina (Joule)

k = Boltzmannova konstanta = 1.38 x ^10⁻²⁻³ J/K

T = absolutna temperatura molekule idealnega plina (Kelvin)

Preberi več

Poleg tlaka je ena od količin, ki opisuje makroskopsko naravo plina, temperatura (T). Enačba tlaka plina:

Preberi več

Kinetična teorija trdi, da je vsaka snov sestavljena iz atomov ali molekul in da se atomi ali molekule gibljejo neprekinjeno in brezskrbno. Ta predpostavka kinetične teorije ustreza položaju in stanju atoma ali molekule plinske sestavine. Sila privlačnosti med atomi ali molekulami, ki sestavljajo plin, je šibka, tako da se atomi ali molekule lahko prosto gibljejo.

Preberi več

Članek Boyleov zakon, Charlesov zakon, Gay-Lussacov zakon

Boyleov zakon

Robert Boyle (1627–1691) je izvajal poskuse za raziskovanje kvantitativnega razmerja med tlakom plina in prostornino. Ta poskus se izvede tako, da se v zaprto posodo vstavi določena količina plina. Dokler ni našel dokaj dobrega pristopa, je ugotovil, da se prostornina plina zmanjša, če se temperatura plina ohranja konstantna, ko se tlak plina poveča. Podobno se prostornina plina poveča, ko se tlak plina zmanjša. Tlak plina je obratno sorazmeren s prostornino plina. To razmerje je znano kot Boyleov zakon. Matematično:

Preberi več

Plinski zakoni Boyleov, Charlesov in Gay-Lussacov zakon ne veljajo za vse plinske pogoje, zato je naša analiza težja. Zato predstavljamo model idealnega plina. Idealni plin v vsakdanjem življenju ne obstaja; idealni plin je le popolna oblika za lažjo analizo. Obstoj tega koncepta idealnega plina nam resnično pomaga pri pregledu odnosa med tremi plinskimi zakoni.

Razmerje med temperaturo, prostornino in tlakom plina

S sklicevanjem na zgornje tri plinske zakone lahko izpeljemo bolj splošno razmerje med temperaturo, prostornino in tlakom plina.

Preberi več

Specifična trditev drugega zakona termodinamike ne more opisati vseh ireverzibilnih procesov, zato potrebujemo splošno trditev. Pričakuje se, da bo ta splošna trditev pojasnila vse ireverzibilne procese, ki se dogajajo v vesolju. Splošna trditev drugega zakona termodinamike je bila formulirana sredi devetnajstega stoletja z uporabo količine, imenovane entropija (S). Entropijo je prvi uvedel Clausius in jo formuliral iz Carnotovega cikla (popoln kalorični motor). Po Clausiusu se entropija spremeni, ko sistem dobi dodatno toploto (Q) pri konstantni temperaturi, kar je predstavljeno z enačbo:

Preberi več

Članek o koeficientu učinkovitosti hladilnega stroja

Hladilni stroj je stroj, ki odvzema toploto iz mesta z nizko temperaturo in jo nato prenaša na območje z višjo temperaturo. Da se ta proces zgodi, mora stroj opraviti delo, ker toplota naravno prehaja iz mesta z visoko temperaturo na območje z nizko temperaturo. To je v skladu s Clausiusovo trditvijo:

Hladilni stroj ne more prenesti toplote iz mesta z nizko temperaturo na mesto z višjo temperaturo brez dela (drugi zakon termodinamike – Clausiusova trditev).

Stroj dela (W) za prenos toplote iz nizke temperature (QL ₎ v visoko temperaturo (QH ₎ . Na podlagi zakona o ohranitvi energije velja QL ₊ W = _QH.

Preberi več

Da bi ugotovil, kako povečati učinkovitost toplotnega stroja, je francoski znanstvenik Sadi Carnot (1796–1832) leta 1824 preučil idealen teoretični kalorični stroj. Takrat prvi zakon termodinamike niti drugi zakon termodinamike še ni bil formuliran. Prvi zakon ni bil formuliran, ker znanstveniki še ne vedo, da je toplota energija. Po eksperimentiranju Joula in njegovih kolegov v tridesetih letih 1830. stoletja so znanstveniki odkrili, da je toplota energija, ki se premika zaradi temperaturnih razlik. Tako je bil prvi zakon termodinamike formuliran po letu 1830. Sadi Carnot je leta 1824 raziskoval teoretični idealni kalorični stroj. Njegove raziskave so bile dejansko namenjene povečanju učinkovitosti parnega stroja. Večina parnih strojev tistega časa je bila manj učinkovitih.

Preberi več