Për të zbuluar se si të rritej efikasiteti i motorit të nxehtësisë , një shkencëtar francez i quajtur Sadi Carnot (1796-1832) shqyrtoi një makinë kalorike teorike ideale në vitin 1824. Në atë kohë, ligji i parë i termodinamikës nuk ishte formuluar ende, as ligji i dytë i termodinamikës. Ligji i parë nuk është formuluar sepse shkencëtarët ende nuk e dinë që nxehtësia është energji. Pasi Joule dhe kolegët e tij eksperimentuan në vitet 1830, shkencëtarët zbuluan se nxehtësia është energji që lëviz për shkak të ndryshimeve të temperaturës. Pra, ligji i parë i termodinamikës u formulua pas vitit 1830. Sadi Carnot kishte qenë duke hulumtuar motorin kalorik ideal teorik në vitin 1824. Hulumtimi i tij në fakt kishte për qëllim rritjen e efikasitetit të motorit me avull. Shumica e motorëve me avull të asaj kohe ishin më pak efikasë.
Ligji i dytë i termodinamikës
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.
Proceset termodinamike: Izotermale Adiabatike Izokorike Izobarike
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:
Ligji i parë i termodinamikës
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.
Valët transversale - problemet dhe zgjidhjet
1. Distanca midis dy gropave të valëve sipërfaqësore të ujit është 20 m. Një objekt noton në sipërfaqen e ujit në mënyrë që të përjetojë lëvizjen e dridhjes. Nëse koha për të përshkuar një dridhje është 4 sekonda, atëherë shpejtësia e valës është …. m/s
A. 20
B. 15
C. 10
D. 5
I njohur:
Shpejtësia e valëve mekanike - problemet dhe zgjidhjet
1. Shpejtësia e valës tërthore në një litar 25 metra është 50 m/s. Forca e tërheqjes së litarit është 200 N. Përcaktoni masën e litarit.
A. 0.08 kg
B. 0.5 kg
C. 0.8 kg
D. 2.0 kg
I njohur:
Lëvizja harmonike e thjeshtë - problemet dhe zgjidhjet
1. Një objekt vibron me një frekuencë prej 5 Hz djathtas dhe majtas. Objekti lëviz nga pika e ekuilibrit në zhvendosjen maksimale djathtas. Përcaktoni intervalin kohor të nevojshëm për të arritur zhvendosjen maksimale djathtas njëmbëdhjetë herë.
A. 2.05
B. 2.20
C. 2.25
D. 2.50
I njohur:
Lavjerrësi i thjeshtë - problemet dhe zgjidhjet
1. Dy lavjerrës të thjeshtë janë në dy vende të ndryshme. Gjatësia e lavjerrësit të dytë është 0.4 herë gjatësia e lavjerrësit të parë, dhe nxitimi i gravitetit që përjeton lavjerrësi i dytë është 0.9 herë nxitimi i gravitetit që përjeton lavjerrësi i parë. Përcaktoni krahasimin e frekuencës së lavjerrësit të parë me lavjerrësin e dytë.
A. 2/3
B. 3/2
C. 4/9
D. 9/4
Rezonanca e valëve të zërit - problemet dhe zgjidhjet
1. Pasi piruni akordues A vibrohet, edhe piruni akordues B vibrohet. Piruni akordues B vibrohet sepse…
A. Piruni akordues A ka të njëjtën amplitudë si piruni akordues B
B. Të dy pirunët akordues përdorin të njëjtën kuti rezonance
C. Piruni akordues B ka të njëjtën frekuencë si piruni akordues A
D. Timbri i tingujve të shkaktuar nga të dy pirunët akordues është i njëjtë
Zgjidhje
Presioni i lëngjeve - problemet dhe zgjidhjet
1.
Një nxitim për shkak të gravitetit është 10 N/kg. Sipërfaqja e peshkut e shtypur nga uji sipër tij është 6 cm2 . Përcaktoni forcën e ujit mbi peshk që vepron mbi peshqit.
I njohur: