Makala za fizikia kuhusu matukio ya asili n.k. yanayohusiana na fizikia.
Mifano 7 ya maswali ya uwezo wa capacitor ya sahani sambamba
1. Kifaa cha kupokezana cha sahani sambamba chenye uwezo wa C kina upenyezaji wa utupu wa εo, eneo la sehemu mtambuka A na umbali kati ya sahani d. Ikiwa eneo la sehemu mtambuka la capacitor limeongezwa hadi mara 4, umbali kati ya sahani unakuwa 2d na kibali cha utupu kinakuwa 5εo, hivyo uwezo wa capacitor ya sahani sambamba inageuka kuwa…
Majadiliano
Mifano 9 ya matatizo ya injini ya joto (matumizi ya sheria ya pili ya thermodynamics)
1. Katika mzunguko mmoja, injini hunyonya Jouli 3000 za joto kutoka kwenye hifadhi yenye joto la juu na kukataa Jouli 1000 za joto hadi kwenye hifadhi yenye joto la chini. Tambua ufanisi wa injini ya joto!
Majadiliano
Injini ya joto Neno "carnot" katika maswali kwenye ukurasa huu si sawa na injini ya Carnot. Injini ya Carnot ni injini bora ya joto na inapatikana kinadharia tu. Kwa upande mwingine, injini ya joto inayorejelewa katika swali hili ni injini halisi ya joto, si injini ya joto ya kinadharia (injini ya Carnot).
Mifano 11 ya maswali kuhusu matumizi ya sheria ya kwanza ya thermodynamics kwa michakato mbalimbali ya thermodynamic (isobaric, isothermal, isochoric)
1. Grafu iliyo hapa chini inaonyesha mzunguko wa thermodynamic unaopatikana na gesi. Kazi inayofanywa na gesi katika mchakato ABCD ni…
Majadiliano
Inajulikana :
Shinikizo 1 (P)1) = 2 x 105 Pa
Shinikizo 2 (P)2) = 4 x 105 Pa
Juzuu ya 1 (V1) = mita 13
Juzuu ya 2 (V2) = mita 33
Aliuliza Kazi inayofanywa na gesi katika mchakato wa mzunguko wa ABCD
Jawab :
Kazi iliyofanywa na gesi = eneo la mstatili ABCD.
W = (P2 - Uk1(V)2 - V1)
W = (4 x 105 - 2 x 105(3 – 1)
W = (2 x 105)(2)
W = 4 x 105 Joule
Kazi inayofanywa na gesi katika mchakato wa mzunguko wa ABCD ni 4 x 105 Joule.
3 Mifano ya maswali kuhusu matumizi ya sheria ya kwanza ya thermodynamics katika michakato ya isochoric (kiasi kisichobadilika)
1. Grafu ya shinikizo (P) dhidi ya ujazo (V) wa gesi inayopitia mchakato wa isochori. Kazi inayofanywa na gesi katika mchakato AB ni…
Majadiliano
Mchakato AB = mchakato wa isokoriki (kiasi kisichobadilika). Katika ujazo wa isochori, ujazo wa gesi (na ujazo wa nafasi) haubadiliki kwa hivyo hakuna kazi inayofanywa na gesi.
2. Mole tatu za gesi ya monatomu kwenye halijoto ya 47 o C na shinikizo la 2 x 10 5 Pascal hupitia mchakato wa isochoric hadi shinikizo litakapoongezeka hadi 3 x 10 5 Pascal. Mabadiliko katika nishati ya ndani ya gesi ni… Kigezo cha gesi cha ulimwengu wote (R) = 8,315 J/mol.K
Mifano 5 ya kutumia sheria ya kwanza ya thermodynamics kwa michakato ya isothermal (joto la kawaida)
1. Grafu iliyo hapa chini inaonyesha gesi bora inayopitia mchakato wa isothermal (mbinu). Kazi inayofanywa na gesi katika mchakato AB ni…
Majadiliano
Kazi imefanywa = eneo chini ya mkunjo AB = eneo la pembetatu + eneo la mstatili
W = [½ (8 x 105–4 x 105(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
W = 12 x 105 Joule
Mifano 6 ya maswali kuhusu matumizi ya sheria ya kwanza ya thermodynamics kwa michakato ya isobaric (shinikizo la mara kwa mara)
1. Shinikizo (P) – grafu ya ujazo (V) ya gesi inayopitia mchakato wa isobariki. Kazi inayofanywa na gesi katika mchakato AB ni…
Majadiliano
Inajulikana :
Shinikizo (P) = 5 x 105 N / m2
Kiasi cha awali (V)1) = mita 23
Juzuu ya mwisho (V)2) = mita 63
Aliuliza : kazi iliyofanywa katika mchakato AB
Mifano 3 ya maswali kuhusu sheria ya kwanza ya thermodynamics
1. Jouli 3000 za joto huongezwa kwenye mfumo, na mfumo hufanya kazi ya Jouli 2500 kwenye mazingira. Mabadiliko katika nishati ya ndani ya mfumo ni…
Majadiliano
Inajulikana :
Joto (Q) = +3000 Jouli
Kazi (W) = +2500 Jouli
Aliuliza : mabadiliko katika nishati ya ndani
Jawab :
Mifano 19 ya Maswali ya Nadharia ya Kinetiki ya Gesi
1. Gesi bora katika chombo kilichofungwa mwanzoni huwa na shinikizo P na ujazo V. Ikiwa shinikizo la gesi litaongezeka hadi mara 4 ya asili na ujazo wa gesi unabaki sawa, uwiano wa nishati ya kinetiki ya awali na nishati ya mwisho ya kinetiki ya gesi ni...
Majadiliano
Inajulikana :
Shinikizo la awali (P)1) = P
Shinikizo la mwisho (P)2) = 4P
Kiasi cha awali (V)1) = V
Juzuu ya mwisho (V)2) = V
Mifano 18 ya Maswali Bora ya Sheria ya Gesi
1. Gesi bora katika nafasi mwanzoni huwa na ujazo V na halijoto T. Ikiwa gesi imepashwa joto ili halijoto ibadilike hadi 5/4 T na shinikizo libadilike hadi 2P basi ujazo wa gesi hubadilika hadi...
Majadiliano
Inajulikana :
Kiasi cha awali (V)1) = V
Halijoto ya awali (T)1) = T
Halijoto ya mwisho (T)2) = 5/4 T
Shinikizo la awali (P)1) = P
Shinikizo la mwisho (P)2) = 2P
Aliuliza : Juzuu ya mwisho (V)2)
Mifano 3 ya sheria ya Gay-Lussac (kiasi kisichobadilika cha isokoriki)
1. Gesi kadhaa mwanzoni huwa na shinikizo P na halijoto T. Ikiwa gesi itapitia mchakato wa isochoric ili shinikizo liwe mara 4 ya shinikizo la awali basi halijoto ya gesi hubadilika kuwa...
Majadiliano
Inajulikana :
Shinikizo la awali (P)1) = P
Shinikizo la mwisho (P)2) = 4P
Halijoto ya awali (T)1) = T
Aliuliza : halijoto ya mwisho (T2)