Tulafono Muamua o Meafaitino o le Thermodynamics
Faiga Fa'avevela
O le vevela (Q) o le malosi e fealua’i mai le tasi mea i le isi mea ona o le eseesega o le vevela. I le fesoota’iga ma le faiga ma le siosiomaga, e mafai ona ta’ua le vevela o le malosi e fealua’i mai le faiga i le siosiomaga po’o le malosi e fealua’i mai le siosiomaga i le faiga ona o le eseesega o le vevela. Afai e maualuga atu le vevela o le faiga nai lo le vevela o le siosiomaga, o le a tafe atu le vevela mai le faiga i le siosiomaga. I se isi itu, afai e maualuga atu le vevela o le siosiomaga nai lo le vevela o le faiga, o le a tafe atu le vevela mai le siosiomaga i le faiga.
Afai e fesoʻotaʻi le Vevela (Q) ma le fesiitaiga o le malosi ona o le eseesega o le vevela, o lona uiga o le Galuega (W) e fesoʻotaʻi ma le fesiitaiga o le malosi e tupu e ala i auala faʻamekanika. Mo se faʻataʻitaʻiga, afai e galue se faiga i le siosiomaga, ona otometi lava lea ona siitia le malosi mai le faiga i le siosiomaga. I se isi itu, afai e galue le siosiomaga i le faiga, ona siitia lea o le malosi mai le siosiomaga i le faiga.
O se tasi faʻataʻitaʻiga faigofie o le fesiitaiga o le malosi i le va o se faiga ma ona siʻosiʻomaga e aofia ai le vevela ma le galuega o le ausa vevela o loʻo tuleia i luga o le tapuni o se ulo. O le i ai o le vevela e mafua ai ona tuleia e le faiga (ausa) le tapuni o le ulo (e galue le ausa i le siosiomaga). O se tasi lea o faʻataʻitaʻiga o se suiga i le tulaga o se faiga ona o le fesiitaiga o le malosi i le va o le faiga ma ona siʻosiʻomaga. E tele isi faʻataʻitaʻiga. O suiga i le tulaga o se faiga ona o le fesiitaiga o le malosi i le va o le faiga ma ona siʻosiʻomaga e aofia ai le vevela ma le galuega e taʻua o faiga faʻavevela.
Malosiaga i Totonu ma le Tulafono Muamua o le Thermodynamics
O le malosi i totonu (U) o se faiga o le aofaʻi lea o malosiaga faʻatino uma o molelaʻau i totonu o le faiga, faʻatasi ai ma le aofaʻi o malosiaga gafatia uma e tulaʻi mai i fegalegaleaiga i le va o molelaʻau i totonu o le faiga. Matou te faʻamoemoe afai e tafe le vevela mai le siosiomaga i le faiga (e maua e le faiga le malosi), e faʻateleina le malosi i totonu o le faiga… I se isi itu, afai e galue le faiga i le siosiomaga (e faʻasaʻoloto e le faiga le malosi), e faʻaitiitia le malosi i totonu o le faiga.
O lea la, e faʻavae i luga o le mataupu faavae o le faʻasaoina o le malosi, e mafai ona faʻaiʻuina o le suiga o le malosi i totonu o le faiga = Vevela e faʻaopoopo i le faiga (e maua e le faiga le malosi) – Galuega e faia e le faiga (e faʻasaʻoloto e le faiga le malosi). Faʻamatematika:
E fa'atatau lenei fua fa'atatau i se faiga tapuni (O se faiga tapuni o se faiga e na'o le fa'atagaina o le fesuia'iga o le malosi i le va o le faiga ma le siosiomaga). Mo se faiga tapuni tu'ufua, e leai se malosi e ulufale pe alu ese mai le faiga, o le mea lea, o le suiga i le malosi i totonu = 0.
E faʻatatau foʻi lenei fua faʻatatau i faiga tatala pe afai tatou te amanaʻia suiga o le malosi i totonu o le faiga ona o le faʻaopoopoina ma le faʻaitiitia o le aofaʻi o mea (O se faiga tatala o se faiga e mafai ai ona fesuiaʻi mea ma le malosi i le va o le faiga ma le siosiomaga). O le tulafono muamua o le thermodynamics na faʻatulagaina i le seneturi sefuluiva, ina ua maeʻa ona malamalama i le vevela o le malosi ua fesiitaʻi ona o eseesega o le vevela.
O le malosi i totonu o se aofaʻiga e faʻamatalaina ai le tulaga maʻai o se faiga. O le aofaʻiga e faʻamatalaina ai le tulaga maʻai o se faiga (malosi i totonu) e le mafai ona fuafuaina saʻo. O le mea tatou te iloiloina i le Tulafono Muamua o le fua faʻatatau o le Thermodynamics e naʻo le suiga i le malosi i totonu. E mafai ona fuafuaina suiga i le malosi i totonu ona o le malosi e faʻaopoopo i le faiga ma le malosi e faʻasaʻolotoina e le faiga i le tulaga o le vevela ma le galuega. I se isi itu, o aofaʻiga e faʻamatalaina ai tulaga maʻai e mafai ona fuafuaina saʻo. O aofaʻiga e faʻamatalaina ai tulaga maʻai o le vevela (T), mamafa (p), voluma (V), ma le mamafa (m) poʻo le aofaʻi o mole (n). E naʻo le faʻagasologa o le fesiitaiga o le malosi i le va o le faiga ma ona siʻosiʻomaga e aʻafia ai le vevela ma le galuega; e le o ni aofaʻiga e faʻamatalaina ai le tulaga o le faiga.
Tulafono fa'ailoga mo le Vevela (Q) ma le Galuega (W)
O tulafono fa'ailoga mo le Vevela ma le Galuega e ogatasi ma le Tulafono Muamua o le Thermodynamics. O le vevela (Q) i le fua fa'atatau o lo'o i luga e fa'atusalia ai le vevela ua fa'aopoopo i le faiga (Q e lelei), ae o le Galuega (W) i le fua fa'atatau o lo'o i luga e fa'atusalia ai le galuega na faia e le faiga (W e lelei). Afai e alu ese le vevela mai le faiga, ona leaga lea o le Q. I se isi itu, afai e faia le galuega i le faiga, ona leaga lea o le W.
Fa'ata'ita'iga fesili 1:
Afai e fa'aopoopo le 2000 Joules o le vevela i totonu o se faiga, a'o faia e le faiga le 1000 Joules o le galuega, o le a le suiga i le malosiaga i totonu o le faiga?
Talanoaga
E maua e le faiga le vevela faaopoopo (malosi) e 2000 Joules. E faatino foi e le faiga le galuega (faasaolotoina o le malosi) e 1000 Joules. O le mea lea, o le suiga i le malosi o le faiga = 1000 Joules.
Fa'ata'ita'iga fesili 2:
Afai e 2000 Joules o le vevela e alu ese mai le faiga ma e faia e le faiga le 1000 Joules o le galuega, o le a le suiga i le malosiaga i totonu o le faiga?
Talanoaga
Afai e alu ese le vevela mai le faiga, o lona uiga o le Q e iai sona tau le lelei.
E 2000 Joules o le vevela e alu ese mai le faiga (e fa'asa'olotoina e le faiga le malosi). E 1000 Joules fo'i le galuega e faia (e fa'asa'olotoina e le faiga le malosi). O lea la, e fa'aitiitia ai le malosi i totonu o le faiga i le 3000 J.
Fa'ata'ita'iga fesili 3:
Afai e fa'aopoopo le 2000 Joules o le vevela i totonu o se faiga ma e 1000 Joules o le galuega e faia i le faiga, o le a le suiga i le malosiaga i totonu o le faiga?
Talanoaga
Afai e faia se galuega i le faiga, ona leaga lea o le W.
E maua e le faiga le vevela faaopoopo (e maua e le faiga le malosi) e 2000 Joules ma e faia le galuega i le faiga (e maua e le faiga le malosi) e 1000 Joules. O lea la, e faateleina le malosi i totonu o le faiga i le 3000 Joules.
Muamua , o le tele o faiga matou te iloiloina fa'avae i lenei mataupu o kasa. Matou te fa'aaogaina kasa ona o latou uiga lautele (vevela, mamafa, ma le voluma) e faigofie ona fuafuaina. I le iloiloina o kasa, matou te manatu pea o kasa lelei. O le fa'afaigofieina lea o le auiliiliga. Matou te le fa'aaogaina kasa moni aua, i le mamafa maualuga, e masani ona amio ese kasa moni.
Lua , afai o le faiga o loʻo tatou iloiloina o se kasa lelei atoatoa, ona mafai lea ona fuafuaina le malosiaga i totonu e faʻaaoga ai le fua faʻatatau o loʻo taʻu mai ai le sootaga i le va o le malosiaga i totonu o se kasa lelei atoatoa ma le vevela o le kasa lelei atoatoa: U = 3/2 nRT (le fua faʻatatau o le malosiaga i totonu mo se kasa lelei atoatoa monoatomic).
O le galuega na faia e le faiga i le taimi o le suiga o le voluma
A o le'i toe faia se isi mea, se'i o tatou mafaufau muamua i le galuega a le faiga i ona si'osi'omaga. Ina ia fuafua le aofa'i o galuega (W) e faia e le faiga, mafaufau i se kesi lelei i totonu o se koneteina e tapunia e se piston. E mafai ona fa'agaoioi le piston i luga ma lalo. O lenei fuainumera ua fa'afaigofieina i ni fua fa'atatau se lua. Mafaufau i ai i fua fa'atatau e tolu. Voluma = umi x lautele x maualuga.
O se kasa lelei atoatoa e faʻatusalia e ni vaega o loʻo i totonu o se koneteina. O le faʻavae o le koneteina e paʻi atu i se mea e vevela tele (e tutusa ma le vai i totonu o se apa e faʻavevela i luga o se afi). O le mea e vevela tele e le o aofia i le ata, naʻo lou mafaufau i ai 😉 O le kasa lelei atoatoa i totonu o le koneteina o le faiga lea, ae o isi mea i fafo atu o le koneteina, e aofia ai le mea e vevela tele e paʻi atu i le faʻavae o le koneteina, o le siosiomaga lea. Talu ai ona maualuga atu le vevela o le siosiomaga nai lo le vevela o le faiga, e tafe faʻalenatura le vevela mai le siosiomaga i le faiga. O le faʻaopoopoina o le malosi mai le siosiomaga e mafua ai ona faʻateleina le malosi i totonu o le faiga (kaso lelei atoatoa). O le malosi i totonu o se kasa lelei atoatoa e tutusa tonu lava ma le vevela (U = 3/2 nRT), o le mea lea a faʻateleina le malosi i totonu o se kasa lelei atoatoa, e faʻateleina foʻi le vevela o le kasa lelei atoatoa. O le faʻateleina o le vevela o se kasa lelei atoatoa e mafua ai ona faʻalautele le kasa lelei atoatoa ma tulei le piston i se mamao s. A tulei le piston i se mamao s, e galue le faiga (kaso lelei atoatoa) i le siosiomaga (ea i fafo).
I le taimi muamua, e maualuga le mamafa o le faiga (P1) ae maualalo le voluma o le faiga (V1). E faafeagai le mamafa ma le voluma. A uma ona tafe atu le vevela mai le siosiomaga i le faiga ma galue le faiga i le siosiomaga, e faateleina le voluma o le faiga (V2) ma faaitiitia le mamafa o le faiga (P2).
O le aofaʻi o galuega e faia e le faiga i le faagasologa o loʻo i luga e faapea:
Galuega (W) = Malosiaga tulei (F) x le si'itia (s). Talu ai o le malosi tulei (F) = mamafa (P) x lautele o le pito i luga (A) o le piston, e mafai ona tusia le fua fa'atatau o Galuega e fa'apea:
W = Fs ‐‐‐‐ F = PA
W = PAs ‐‐‐‐‐ As = V
W = PV
E tāua le mātauina o le galuega e faia e se faiga e tupu i le taimi e suia ai le voluma. O le mea lea, e mafai ona maua le galuega atoa e faia e le faiga e ala i le faateleina o le suiga o le mamafa i le suiga o le voluma. Fa'amatematika:
W = (mamafa mulimuli – mamafa muamua)(volume mulimuli – volum muamua)
W = (P 2 ‐ P 1 )(V 2 ‐ V 1 )
Muamua , e faigofie ona fuafuaina le suiga i le voluma o le faiga i le faagasologa o loʻo i luga. E mafai ona fuafuaina voluma muamua ma voluma mulimuli o le faiga e ala i le fuafuaina o le voluma o le koneteina. O le mea lea, ina ia fuafua le aofaʻi o galuega (W) e faia e le faiga, e manaʻomia ona tatou iloa pe faʻapefea ona suia le mamafa i le taimi o le faagasologa.
Afai e suia le mamafa (p) o se faiga i se tulaga lē masani a'o suia le voluma (V), ona mafai lea ona fuafuaina le aofa'i o galuega e faia e le faiga e fa'aaoga ai le calculus. Afai e te lē masani i le calculus, e iai isi auala e mafai ona e fa'aogaina. Muamua, se'i o tatou tusia se kalafi e fa'aalia ai le sootaga i le va o le mamafa ma le voluma. O le aofa'i o galuega e faia e le faiga = le vaega ua valivali i lalo o le pi'o p-V.
Siata o le mamafa vs. voluma mo suiga o le mamafa e tutupu fa'asāsā.
I le amataga, o le mamafa o le faiga = p 1 (mamafa maualuga) ma le voluma o le faiga = V 1 (volume maualalo). A maeʻa ona galue le faiga i le siosiomaga, e suia le mamafa o le faiga i le p 2 (mamafa maualalo) ma e suia le voluma o le faiga i le V 2 (volume maualuga). O le aofaʻi o galuega (W) e faia e le faiga = le vaega ua faʻalanuina. O le foliga o le piʻo e piʻo ona o le mamafa o le faiga (kesi lelei) e suia faʻafuaseʻi i le taimi o le faagasologa.
Afai e tumau pea le mamafa (p) o se faiga e pei ona suia le voluma (V), ona faigofie lea ona fuafuaina le aofaʻi o galuega e faia e le faiga. E mafai ona fuafuaina le aofaʻi o galuega e faia e le faiga e faʻaaoga ai se fua faʻatatau pe mafai foʻi ona maua mai le vaega ua valivali i lalo o le piʻo P-V. I lenei tulaga, e mafai ona suia le fua faʻatatau o galuega o loʻo i luga e pei ona taua i lalo:
W = (P 2 ‐ P 1 )(V 2 ‐ V 1 )
Talu ai e tumau pea le mamafa (p), o lona uiga o le P 2 = P 1 = P
W = P (V 2 ‐ V 1 )
O le kalafi o le mamafa vs le voluma mo se faiga e tumau ai pea le mamafa, e le suia:
I le amataga, o le voluma o le faiga = V1 (lapoa laʻititi). A maeʻa ona galue le faiga i mea o siomia ai, e suia le voluma o le faiga i le V2 (tele le voluma). E tumau pea le mamafa o le masini, o lona uiga e le suia. O le aofaʻi o galuega (W) e faia e le masini = le vaega ua faʻalanuina.
Lua, e galue le faiga i mea o siomia ai pe afai e faateleina le voluma o le faiga. I se isi itu, e galue mea o siomia ai i le faiga pe afai e faaitiitia le voluma o le faiga. Afai e le suia le voluma o le faiga i le taimi o le faagasologa, e le mafai e le faiga ona faia galuega i mea o siomia ai, ma e le mafai foi e mea o siomia ai ona faia galuega i le faiga. I lenei tulaga, galuega (W) = 0.
