Tutoriale Bazë të Fizikës

Për të shpjeguar proceset termodinamike të pakthyeshme, shkencëtarët formuluan ligjin e dytë të termodinamikës. Ligji i dytë i termodinamikës shpjegon se cilat procese mund të ndodhin në univers dhe cilat nuk mund të ndodhin. Një shkencëtar i quajtur RJE Clausius (1822-1888) bëri deklaratën e mëposhtme:

Natyrisht, nxehtësia lëviz nga objektet me temperaturë të lartë në objektet me temperaturë të ulët; natyrisht, nxehtësia nuk lëviz nga objektet me temperaturë të ulët në objektet me temperaturë të lartë (ligji i dytë i termodinamikës - pohimi i Klausit).

Pohimi i Klausiusit është një nga pohimet e veçanta të ligjit të dytë të termodinamikës. Quhet pohim i veçantë sepse zbatohet vetëm për një proces, që lidhet me transferimin e nxehtësisë. Meqenëse ky pohim nuk lidhet me procese të tjera, na duhet një pohim më i përgjithshëm. Zhvillimi i një pohimi të përgjithshëm të ligjit të dytë të termodinamikës bazohet në studimin e motorëve të nxehtësisë. Prandaj, së pari diskutojmë nxehtësinë e motorit.

Lexo më shumë

Proceset termodinamike: Izotermale Adiabatike Izokorike Izobarike

Ekzistojnë katër procese termodinamike, përkatësisht procese izotermike, izokorike, izobarike dhe adiabatike.

Procesi izotermal (temperaturë konstante)

Në një proces izotermik, temperatura e sistemit mbahet konstante. Teorikisht, sistemi i analizuar është një gaz ideal. Temperatura e gazit ideal është drejtpërdrejt proporcionale me energjinë e brendshme ideale të gazit (U = 3/2 n RT). T nuk ndryshon, kështu që edhe U nuk ndryshon. Kështu, nëse zbatohet në procesin izotermik, ligji i parë i ekuacionit termodinamik bëhet:

Lexo më shumë

Procesi termodinamik

Nxehtësia (Q) është energjia që lëviz nga një objekt në tjetrin për shkak të ndryshimit të temperaturës. Lidhur me sistemet dhe mjediset, nxehtësia është energji që lëviz nga sistemi në mjedis ose energji që lëviz nga mjedisi në sistem, për shkak të ndryshimit të temperaturës. Nëse temperatura e sistemit është më e lartë se temperatura e ambientit, nxehtësia do të rrjedhë nga sistemi në mjedis. Nëse temperatura e ambientit është më e lartë se temperatura e sistemit, atëherë nxehtësia rrjedh nga mjedisi në sistem.

Nxehtësia (Q) është energjia që lëviz për shkak të ndryshimit të temperaturës, ndërsa puna (W) lidhet me transferimin e energjisë përmes punës. Për shembull, nëse sistemi kryen punë në mjedis, atëherë energjia lëviz nga sistemi në mjedis. Anasjelltas, nëse mjedisi kryen punë në sistem, atëherë energjia lëviz nga mjedisi në sistem.

Lexo më shumë

Përplasjet joelastike

Ligji i ruajtjes së energjisë kinetike nuk është i zbatueshëm në përplasjet joelastike. Ligji i ruajtjes së impulsit është i zbatueshëm në përplasjet joelastike vetëm nëse asnjë forcë e jashtme nuk vepron mbi dy objektet që përplasen. Në një përplasje joelastike, dy objekte ngjiten së bashku ose bashkohen me njëri-tjetrin pas përplasjes.

Shembull pyetjeje 1.

Dy objekte kanë të njëjtën masë, përkatësisht 1 kg. Objekti 1 lëviz në një plan të sheshtë me një shpejtësi prej 10 m/s dhe përplaset me objektin dy i cili është në qetësi. Pas përplasjes, dy objektet ngjiten së bashku. Cila është shpejtësia e dy objekteve pas përplasjes?

Lexo më shumë

Përplasjet pjesërisht elastike

Në përplasjet pjesërisht elastike, ligji i ruajtjes së impulsit është i zbatueshëm, ndërsa ligji i ruajtjes së energjisë kinetike nuk është i zbatueshëm. Në kohën kur ndodh një përplasje, një pjesë e energjisë kinetike shndërrohet në energji të zërit, energji të nxehtësisë dhe energji të brendshme. Përdorimi i fjalës elastik tregon se pas përplasjes, dy objektet nuk ngjiten së bashku, por kërcejnë nga njëra-tjetra.

Një shembull i përplasjes pjesërisht elastike është përplasja njëdimensionale e dy mermereve ose dy topave të bilardos.

Lexo më shumë

Ruajtja e impulsit linear

Ligji i ruajtjes së impulsit linear thotë se nëse nuk ka forcë të jashtme që vepron mbi dy objekte që përplasen, impulsi i objekteve para përplasjes është i barabartë me impulsin e objekteve pas përplasjes.

p₁ + fq₂ = f₁ ' + p₂ Ekuacioni 1.4

m₁ v₁ +m₂ v₂ = m₁ v₁ ' + m₂ v₂ '

Nëse pas përplasjes të dy objektet ngjiten së bashku,

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂ ) v'

Lexo më shumë

Përplasje plotësisht elastike

Një përplasje e dy objekteve quhet përplasje plotësisht elastike nëse impulsi ose energjia kinetike e secilit objekt para përplasjes është e barabartë me impulsin dhe energjinë kinetike të secilit objekt pas përplasjes. Me fjalë të tjera, ligji i ruajtjes së impulsit dhe ligji i ruajtjes së energjisë kinetike janë të zbatueshëm në përplasjet plotësisht elastike. Përdorimi i fjalës elastik tregon se pas përplasjes, dy objektet nuk ngjiten së bashku ose nuk janë të bashkangjitura me njëri-tjetrin, por kërcejnë. Impulsi i secilit objekt ruhet.

Impulsi i secilit objekt ruhet.

Lexo më shumë

Parimi i punës-energjisë mekanike

Teorema e punës-energjisë kinetike thotë se puna neto ose puna e bërë nga forca neto është e barabartë me ndryshimin në energjinë kinetike.

W_neto = PËR_t – PËR_o = 1⁄2 m(v_t² - v_o²)

W_neto = Ekzistojnë dy lloje forcash, përkatësisht forca konservative dhe forca jo-konservative. Kështu, puna neto mund të konsiderohet e përbërë nga puna e bërë nga një forcë konservative dhe puna e bërë nga një forcë jo-konservative.

W_c + W_nc = ΔKE

Lexo më shumë

Puna e kryer nga forcat konservative Energjia potenciale

Vëzhgoni një objekt i cili lëviz vertikalisht lart dhe pastaj kthehet në pozicionin e tij fillestar pasi arrin një lartësi maksimale. Kur objekti lëviz vertikalisht lart, pesha kryen punë negative mbi objektin. Kur objekti lëviz lart, lartësia e objektit rritet. Prandaj, rritet edhe energjia potenciale gravitacionale e objektit. Mund të konkludohet se puna negative e bërë nga pesha është e barabartë me rritjen e energjisë potenciale gravitacionale (PE) të objektit.

Lexo më shumë

Forca konservative dhe forca jokonservatore

1. Forca Konservatore

1.1 Pesha (në peshë)

Vëzhgoni një objekt i cili lëviz vertikalisht lart derisa të arrijë një lartësi maksimale përpara se të lëvizë poshtë drejt pozicionit të tij fillestar. Kur lëviz vertikalisht lart me h, pesha është në drejtim të kundërt me zhvendosjen. Kështu, pesha kryen punë negative mbi objektin. 

W = wh (cos 180^o) = – wh = – mgh

Pasi arrin një lartësi maksimale, objekti lëviz poshtë drejt pozicionit të tij fillestar me h. Kur lëviz poshtë, pesha është në të njëjtin drejtim me zhvendosjen. Meqenëse është në të njëjtin drejtim me zhvendosjen, pesha kryen punë pozitive.

Lexo më shumë