ฟิสิกส์ระดับมัธยมปลาย

23 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า

1. หม้อแปลงไฟฟ้ามีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิจำนวน 500 และ 5000 รอบตามลำดับ ต่อกับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ แรงดัน เอาต์พุตเป็น เท่าใด

ก. 220 โวลต์

ข. 1.100 โวลต์

C. 2.200 โวลต์

ง. 22.000 โวลต์

การอภิปราย

อ่านเพิ่มเติม

แวน เดอร์ วาลส์ เป็นชื่อของนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ เจ.ดี. แวน เดอร์ วาลส์ (ค.ศ. 1837–1923) สมการสถานะของแวน เดอร์ วาลส์ แท้จริงแล้วเป็นสมการสถานะของก๊าซ คล้ายกับสมการสถานะของก๊าซในอุดมคติความแตกต่างคือ สมการก๊าซในอุดมคติไม่สามารถให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำได้หากความดันและความหนาแน่นของก๊าซจริงมีค่ามากพอ แต่สมการสถานะของแวน เดอร์ วาลส์ สามารถให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำกว่าได้

สมการนี้มีที่มาจากแวน เดอร์ วาลส์ ซึ่งตระหนักถึงข้อจำกัดของสมการสถานะของก๊าซในอุดมคติ วาลส์จึงปรับปรุงสมการสถานะของก๊าซในอุดมคติโดยเพิ่มปัจจัยหลายอย่างที่ส่งผลต่อสถานะของก๊าซจริงเมื่อความดันและความหนาแน่นของก๊าซจริงสูงเพียงพอ

อ่านเพิ่มเติม

การเปลี่ยนแปลงสถานะของวัสดุ อุณหภูมิวิกฤต จุดสามสถานะ

ในการอธิบายกฎของแก๊สอุดมคติ ได้มีการอธิบายว่ากฎของแก๊สอุดมคติจะอธิบายพฤติกรรมของแก๊สจริงได้อย่างแม่นยำก็ต่อเมื่อความดันและความหนาแน่นของแก๊สจริงไม่สูงเกินไป หากความดันและความหนาแน่นของแก๊สจริงสูงมากพอ กฎของแก๊สอุดมคติจะให้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง เช่นเดียวกับกรณีที่อุณหภูมิของแก๊สจริงเข้าใกล้จุดเดือด

เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของแก๊สจริง ความดันของแก๊สแปรผกผันกับปริมาตรของแก๊ส เมื่อความดันของแก๊สสูงขึ้น ปริมาตรของแก๊สจะลดลง เนื่องจากปริมาตรของแก๊สน้อยลง ระยะห่างระหว่างโมเลกุลของแก๊สจึงแคบลง เมื่อระยะห่างระหว่างโมเลกุลแคบลง โมเลกุลเหล่านั้นก็จะดึงดูดซึ่งกันและกัน คล้ายกับเวลาที่เรานำเหล็กมาใกล้แม่เหล็ก ถ้าระยะห่างระหว่างแม่เหล็กกับเหล็กมากพอ แม่เหล็กก็จะไม่สามารถดึงดูดเหล็กได้ แต่ถ้าระยะห่างระหว่างแม่เหล็กกับเหล็กใกล้กัน เหล็กก็จะถูกดึงดูดเข้าหาแม่เหล็ก

อ่านเพิ่มเติม

เนื้อหาเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมและทฤษฎีจลน์

เป็นเวลาหลายพันปีแล้วที่ชาวกรีก โบราณ เชื่อว่าสารบริสุทธิ์ทุกชนิด (เช่น ทองคำบริสุทธิ์ เหล็กบริสุทธิ์ 😉 เป็นต้น) ล้วนประกอบด้วยอะตอม ตามความเชื่อของพวกเขา หากสารบริสุทธิ์ถูกตัดเป็นชิ้นเล็กๆ แล้วชิ้นเล็กๆ เหล่านั้นก็ถูกตัดต่อไปอีกเรื่อยๆ จนเหลือชิ้นที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถตัดต่อไปได้อีก ชิ้นที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถตัดต่อไปได้อีกนั้นเรียกว่าอะตอมอะตอมหมายถึง "ไม่สามารถแบ่งแยกได้" (ในภาษากรีก)

ในสมัย นั้น เชื่อกันว่าอะตอมนั้นแบ่งแยกไม่ได้ อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ รุ่นหลัง ได้ค้นพบอิเล็กตรอนและนิวเคลียสของอะตอม (โปรตอนและนิวตรอน) จึงหักล้างความคิดที่ว่าอะตอมแบ่งแยกไม่ได้ อะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอน (มีประจุลบ) และนิวเคลียส อิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส ภายในนิวเคลียสมีโปรตอน (มีประจุบวก) และนิวตรอน (เป็นกลาง หมายความว่าไม่มีประจุ)

อ่านเพิ่มเติม

สสาร รูปแบบของสสาร (โดยพิจารณาจากคุณสมบัติระดับจุลภาค)

ในชีวิตประจำวัน เรามักพบเจอกับสสารสามรูปแบบที่แตกต่างกัน ได้แก่ ของแข็ง (เช่น หิน เหล็ก เป็นต้น) ของเหลว (น้ำ น้ำมันเบนซิน เป็นต้น) และก๊าซ (อากาศ เป็นต้น) สสาร ทั้งสามรูปแบบนี้สามารถแยกแยะได้จากความสามารถในการรักษารูปทรงและขนาด (โดยขนาดในที่นี้หมายถึงปริมาตร)

โดยทั่วไปของแข็งจะรักษารูปทรงและปริมาตรคงที่ ส่วนของเหลวจะไม่รักษารูปทรงคงที่ แต่จะปรับรูปทรงให้เข้ากับภาชนะที่บรรจุอยู่ ตัวอย่างเช่น ถ้าเราใส่น้ำลงในแก้ว รูปทรงของน้ำก็จะเปลี่ยนไปเป็นรูปทรงของแก้ว ถ้าใส่น้ำลงในอ่างอาบน้ำ รูปทรงของน้ำก็จะเปลี่ยนไปเป็นรูปทรงของอ่างอาบน้ำ ถ้าใส่น้ำลงในถุงพลาสติกที่รั่ว น้ำก็จะหกออกมา... ฮ่าๆ... ปริมาตรของของเหลวมักจะคงที่ ถ้าใส่น้ำหนึ่งแก้วลงในอ่างอาบน้ำ ปริมาตรของน้ำ ก็จะยังคงเท่ากับปริมาตรของแก้ว รูปทรงของน้ำอาจเปลี่ยนแปลงได้ แต่ปริมาตรของน้ำจะไม่เปลี่ยนแปลง สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ ปริมาตรของของแข็งและของเหลวจะเปลี่ยนแปลงได้ก็ต่อเมื่อมีแรงมหาศาลมากระทำเท่านั้น

อ่านเพิ่มเติม

การประยุกต์ใช้หลักการและสมการของเบอร์นูลลี

ทฤษฎีบทของทอร์ริเชลี

สมการของเบอร์นูลลีมีประโยชน์อย่างหนึ่งคือสามารถใช้คำนวณความเร็วของของเหลวที่ไหลออกมาจากก้นภาชนะได้

เราใช้สมการของเบอร์นูลลีกับจุดที่ 1 (ผิวของภาชนะ) และจุดที่ 2 (ผิวของรู) เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของรูที่ก้นภาชนะเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของภาชนะมาก จึงถือว่าความเร็วของของเหลวที่ผิวของภาชนะเป็นศูนย์ (v ₁ = 0) ผิวของภาชนะและผิวของรูเปิดอยู่ ดังนั้นความดันจึงเท่ากับความดันบรรยากาศ (P ₁ = P ₂ ) ดังนั้นสมการของเบอร์นูลลีสำหรับกรณีนี้คือ:

อ่านเพิ่มเติม

หลักการและสมการของเบอร์นูลลี

เวลาขี่มอเตอร์ไซค์เร็วๆ เสื้อผ้าที่เราใส่จะพองขึ้นตรงด้านหลัง ถ้าคุณยังขี่มอเตอร์ไซค์ไม่เป็น ลองสังเกตพ่อแม่หรือเพื่อนๆ ที่ขี่มอเตอร์ไซค์ดู เสื้อผ้าของพวกเขาจะพองขึ้นตรงด้านหลังเวลาขี่มอเตอร์ไซค์เร็วๆ บางครั้งเวลาลมพัดแรง ประตูบ้านอาจปิดเองได้ ทั้งๆ ที่ลมพัดอยู่ข้างนอก แต่ประตูยังอยู่ข้างในบ้าน

สิ่งนี้สามารถอธิบายได้โดยใช้หลักการของเบอร์นูลลี แดเนียล เบอร์นูลลี (ค.ศ. 1700–1782) ค้นพบหลักการที่สามารถนำมาใช้อธิบายบางสิ่งข้างต้นได้

อ่านเพิ่มเติม

เนื้อหาสมการความต่อเนื่อง

ลองเปิดก๊อกน้ำช้าๆ ขณะสังเกตการไหลของน้ำที่ออกมาจากก๊อก เมื่อก๊อกหยุดหมุน ให้ใช้มืออุดก๊อกไว้บางส่วน จากนั้นเปรียบเทียบดูว่าการไหลของน้ำแบบไหนมากกว่ากัน ระหว่างแบบที่อุดก๊อกไว้บางส่วนกับแบบที่ไม่ได้อุด? ถ้าคุณมีสายยางที่ปกติใช้รดน้ำดอกไม้ ลองปล่อยให้น้ำไหลผ่านสายยาง แล้วใช้มือหรือนิ้วอุดสายยางไว้บางส่วน ยิ่งอุดสายยางมากเท่าไหร่ น้ำก็จะไหลออกมาเร็วขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกัน ถ้าไม่ได้อุดสายยาง น้ำก็จะไหลช้าลง ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น? เพื่อทำความเข้าใจเรื่องนี้ โปรดศึกษาเรื่องสมการความต่อเนื่อง

อ่านเพิ่มเติม

ของไหล ทั้งของเหลวและก๊าซ มีความหนืดแตกต่างกัน ความหนืดโดยพื้นฐานแล้วคือแรงเสียดทานระหว่างโมเลกุลที่ประกอบเป็นของไหล โมเลกุลที่ประกอบเป็นของไหลจะเสียดสีกันขณะที่ไหล ในของเหลว ความหนืดเกิดจากแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล (แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่เหมือนกัน) ในก๊าซ ความหนืดเกิดจากการชนกันระหว่างโมเลกุล

ของเหลวมักไหลได้ง่ายกว่า เช่น น้ำ ในทางกลับกัน ของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะไหลได้ยากกว่า เช่น น้ำมันปรุงอาหาร น้ำมันพืช น้ำผึ้ง เป็นต้น คุณสามารถพิสูจน์ได้โดยการเทน้ำและน้ำมันปรุงอาหารลงบนพื้นเอียง น้ำจะไหลเร็วกว่าน้ำมันปรุงอาหารหรือน้ำมันพืชอย่างแน่นอน ความหนืดของของเหลวยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย ยิ่งอุณหภูมิสูง ของเหลวก็จะยิ่งมีความหนืดน้อยลง ตัวอย่างเช่น เมื่อแม่ทอดปลาในครัว น้ำมันปรุงอาหารที่ตอนแรกมีความหนาแน่นสูงจะกลายเป็นของเหลวมากขึ้นเมื่อได้รับความร้อน ในทางกลับกัน ยิ่งอุณหภูมิสูง ก๊าซก็จะยิ่งมีความหนืดมากขึ้น

อ่านเพิ่มเติม

คุณเคยเห็นเทียนไหม? หวังว่าคุณคงเคยใช้มันนะ ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจอย่างหนึ่งที่เราสามารถเห็นได้ขณะที่เทียนกำลังไหม้ คือ ปลายไส้เทียนที่กำลังไหม้มักจะเปียกด้วยขี้ผึ้งที่ละลาย (บนไส้เทียน) การมีขี้ผึ้งละลายอยู่บนไส้เทียนหมายความว่าเทียนสามารถไหม้ได้นาน อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้ขี้ผึ้งละลายเคลื่อนตัวขึ้นไปทางไส้เทียนที่กำลังไหม้? เราสามารถสังเกตเห็นปรากฏการณ์เดียวกันนี้ได้ในคบเพลิง

สิ่งต่างๆ ที่น่าสนใจมากมายในชีวิตเรามีความคล้ายคลึงกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในเทียนและตะเกียงน้ำมัน ราวกับว่าของเหลวมีขา ทำให้มันเคลื่อนที่ขึ้นไปด้านบนได้ คุณสามารถอธิบายเรื่องนี้ในเชิงวิทยาศาสตร์ได้หรือไม่? แนวคิดทางฟิสิกส์อย่างหนึ่งที่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในเทียน ตะเกียงน้ำมัน และปรากฏการณ์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องได้ก็คือ ปรากฏการณ์แรงดึงผิว (capillarity)

อ่านเพิ่มเติม