Fizikia ya Shule ya Upili

Matatizo ya Entropy

Katika majadiliano yaliyopita, tulisoma kauli kadhaa mahususi za sheria ya pili ya thermodynamics. Ikumbukwe kwamba kauli hizi mahususi zinaweza kuelezea tu michakato fulani isiyoweza kurekebishwa. Kauli ya Clausius inaelezea tu uhamishaji wa joto na uhusiano wake na kanuni ya utendaji kazi ya majokofu. Kauli za Kelvin na Planck zinahusiana na kanuni ya utendaji kazi ya injini za joto . Kimsingi, kauli hizi mbili zinahusiana na uhamishaji wa joto. Kuna michakato mingine mingi isiyoweza kurekebishwa ambayo haiwezi kuelezewa kwa kutumia kauli hizi mbili.

Soma zaidi

Makala kuhusu Mashine za Friji

Jokofu ni injini ya joto inayofanya kazi kinyume. Kwa hivyo, injini ya joto huchukua joto kutoka eneo lenye joto la chini na kulikataa hadi eneo lenye joto la juu. Ili mchakato huu ufanyike, injini lazima ifanye kazi. Hata hivyo, joto hutiririka kutoka eneo lenye joto la juu hadi eneo lenye joto la chini. Joto haliwezi kutiririka lenyewe kutoka eneo lenye joto la chini hadi eneo lenye joto la juu. Hii ni kwa mujibu wa kauli ya Clausius iliyojadiliwa hapo awali. Kwa mchakato unaotokea kwenye jokofu, kauli ya Clausius iliyotangulia inaweza kuandikwa kama ifuatavyo:

Soma zaidi

Makala kuhusu Mzunguko wa Injini ya Carnot

Ili kujua jinsi ya kuongeza ufanisi wa injini ya joto, mwanasayansi Mfaransa aitwaye Sadi Carnot (1796-1832) alisoma kinadharia injini bora ya joto mnamo 1824. Wakati huo, sheria ya kwanza ya thermodynamics haikuwa imetungwa, wala sheria ya pili ya thermodynamics. Sheria ya kwanza haikuwa imetungwa kwa sababu wanasayansi hawakujua bado kwamba joto ni nishati. Baada ya Joule na marafiki zake kufanya majaribio katika miaka ya 1830, wanasayansi walijua tu kwa uhakika kwamba joto ni nishati inayohamishwa kutokana na tofauti za halijoto. Kwa hivyo sheria ya kwanza ya thermodynamics ilitungwa baada ya 1830. Sadi Carnot alikuwa amesoma kinadharia injini bora ya joto mnamo 1824. Utafiti aliofanya ulikuwa kuongeza ufanisi wa injini za mvuke zilizokuwa zikitumika wakati huo. Injini nyingi za mvuke wakati huo hazikuwa na ufanisi mkubwa.

Soma zaidi

Makala kuhusu Sheria ya Pili ya Thermodynamics

Michakato yote ya asili hutokea katika mwelekeo mmoja tu lakini haiwezi kutokea katika mwelekeo kinyume, ambao kwa kawaida hujulikana kama michakato isiyoweza kurekebishwa. Baada ya kutolewa kutoka kwenye shina lake na kuanguka chini kwa uhuru, embe halisongi tena juu. Kitabu tunachosukuma kisha kusimama hakisongi tena kuelekea kwetu. Tukigusa kitu chenye joto la juu (kitu chenye joto la chini) na kitu chenye joto la chini (kitu chenye baridi), joto hutiririka kiasili kutoka kwa kitu chenye joto la juu hadi kitu chenye joto la chini. Hatuoni kamwe mchakato kinyume, ambapo joto husogea kiasili kutoka kwa kitu chenye baridi hadi kitu chenye joto la chini. Ikiwa mchakato huu ungetokea, basi kitu chenye baridi kingekuwa baridi zaidi, huku kitu chenye joto kingekuwa moto zaidi. Lakini kwa kweli, sivyo ilivyo. Kuna michakato mingi isiyoweza kurekebishwa ambayo inaonekana tofauti, lakini yote yanahusisha mabadiliko katika umbo la nishati na uhamisho wa nishati kutoka kwa kitu kimoja hadi kingine.

Soma zaidi

Makala kuhusu Utumiaji wa Sheria ya Kwanza ya Thermodynamics kwa michakato kadhaa ya Thermodynamics

Hapo awali, tulijadili Sheria ya Kwanza ya Thermodynamics na kuchanganua kazi inayofanywa na mfumo. Wakati huu, tutachunguza baadhi ya matumizi ya Sheria ya Kwanza ya Thermodynamics katika michakato minne ya thermodynamic. Michakato minne ya thermodynamic inayozungumziwa ni isothermal, isochoric, isobaric, na adiabatic. Maneno haya yanatokana na Kigiriki.

Mchakato wa Isothermal (joto la mara kwa mara)

Kwanza, hebu tupitie matumizi ya sheria ya kwanza ya thermodynamics kwenye mchakato wa isothermal. Katika mchakato wa isothermal, halijoto ya mfumo huwekwa sawa. Mfumo tunaouchambua kinadharia ni gesi bora. Halijoto ya gesi bora inalingana moja kwa moja na nishati ya ndani ya gesi bora (U = 3/2 nRT). Kwa kuwa T inabaki sawa, U pia inabaki sawa. Kwa hivyo, inapotumika kwenye mchakato wa isothermal, mlinganyo wa sheria ya kwanza ya thermodynamics unakuwa:

Soma zaidi

Makala kuhusu Sheria ya Uhifadhi wa Nishati

Aina za nishati

Katika maisha yetu ya kila siku, kuna aina nyingi za nishati. Katika mada ya kazi na nishati, tumefahamishwa kuhusu aina mbili za nishati ya mitambo: nishati inayowezekana na nishati ya kinetiki . Nishati inayowezekana ina aina kadhaa, ikiwa ni pamoja na nishati ya uvutano, nishati ya elastic, na nishati ya umeme . Nishati ya kinetiki ina aina mbili: nishati ya kinetiki inayotafsiriwa na nishati ya kinetiki inayozunguka.

Embe tamu na lililoiva lina nguvu ya uvutano linaponing'inia kwenye shina lake. Jambo hilo hilo hutokea unapokuwa kwenye urefu fulani juu ya ardhi, kwa mfano, juu ya paa. Kitu kina nguvu ya uvutano kutokana na nafasi yake ikilinganishwa na Dunia.

Soma zaidi

Sheria ya Kwanza ya Nyenzo ya Thermodynamics

Mchakato wa Thermodynamic

Joto (Q) ni nishati inayohama kutoka kitu kimoja hadi kingine kutokana na tofauti ya halijoto. Kuhusiana na mfumo na mazingira, joto linaweza kusemwa kuwa ni nishati inayohama kutoka mfumo hadi mazingira au nishati inayohama kutoka mazingira hadi mfumo kutokana na tofauti ya halijoto. Ikiwa halijoto ya mfumo ni kubwa kuliko halijoto ya mazingira, joto litatiririka kutoka mfumo hadi mazingira. Kinyume chake, ikiwa halijoto ya mazingira ni kubwa kuliko halijoto ya mfumo, joto litatiririka kutoka mazingira hadi mfumo.

Ikiwa Joto (Q) linahusiana na uhamisho wa nishati kutokana na tofauti ya halijoto, basi Kazi (W) inahusiana na uhamisho wa nishati unaotokea kupitia njia za kiufundi. Kwa mfano, ikiwa mfumo unafanya kazi kwenye mazingira, basi nishati itahama kiotomatiki kutoka kwenye mfumo hadi kwenye mazingira. Kinyume chake, ikiwa mazingira yanafanya kazi kwenye mfumo, basi nishati itahama kutoka kwenye mazingira hadi kwenye mfumo.

Soma zaidi

Mifano 9 ya Maswali ya Uzito

1. Ujazo wa kitu ni 8 cm ³ na uzito wake ni gramu 84, kwa hivyo msongamano wake ni...

A. 10,5 gr/ ^cm3

B. 8,5 gr/ ^cm3

C. 6,4 gr/ ^cm3

D. 4,8 gr/ ^cm3

Majadiliano

Soma zaidi

Mifano 14 ya Matatizo ya Kutengeneza Sumaku

1. Kutengeneza sumaku kwa kuisugua ni...

Majadiliano
Usumaku kwa kusugua hufanywa kwa kusugua sumaku kwenye kitu kinachotakiwa kuwa na sumaku, ambapo kusugua hufanywa kwa upande mmoja. Nguzo zinazoundwa kwenye kitu kilicho na sumaku hutegemea nguzo ya sumaku inayotumika kusugua. Ikiwa nguzo ya sumaku inayotumika kusugua ni nguzo ya kaskazini, basi mwisho wa kitu kinachosugua unakuwa nguzo ya kusini. Kinyume chake, ikiwa nguzo ya sumaku inayotumika kusugua ni nguzo ya kusini, basi mwisho wa kitu kinachosugua unakuwa nguzo ya kaskazini.
Jibu sahihi ni C.

Soma zaidi

Makala kuhusu Sheria bora ya gesi (Mlinganyo wa hali ya gesi bora)

Sheria za gesi, ikiwa ni pamoja na sheria ya Boyle, sheria ya Charles, na sheria ya Gay-Lussac , hazitumiki kwa hali zote za gesi, na kufanya uchambuzi wetu kuwa mgumu zaidi. Ili kurahisisha uchambuzi, modeli ya gesi bora huundwa. Gesi bora hazipo katika maisha ya kila siku; ni aina kamilifu zilizoundwa ili kurahisisha uchambuzi. Wazo la gesi bora pia linatusaidia sana katika kuchunguza uhusiano kati ya sheria hizo tatu za gesi.

Uhusiano kati ya halijoto, ujazo na shinikizo la gesi

Kwa kurejelea sheria tatu za gesi hapo juu, tunaweza kupata uhusiano wa jumla zaidi kati ya halijoto, ujazo na shinikizo la gesi.

Soma zaidi