Mga Pangunahing Tutorial sa Pisika

Kung titingnan nating mabuti, ang usok mula sa pagkasunog ay makikita sa simula. Pagkaraan ng ilang sandali, hindi na makikita ang usok. Gumamit ka na ba ng pabango? Kahit na nag-ispray ka ng pabango sa silid, mararamdaman din ng ibang tao na nasa labas ng bahay ang bango nito. Kung ang ina ay nagluluto ng masarap at nakakatakam na pagkain sa kusina, ang bango ng pagluluto ay mararamdaman din mula sa bahay ng kapitbahay. Bakit ganoon?

Marami pang ibang halimbawa. Kung maglalagay ka ng ilang patak ng tinta sa isang baso na naglalaman ng malinaw na tubig, ang tinta, o pangkulay ng pagkain ay pantay na kakalat sa buong tubig. Awtomatiko itong nangyayari. Ang ilan sa mga naunang halimbawa ay mga pangyayaring difusyon na kadalasang nararanasan sa pang-araw-araw na buhay. Ang difusyon ay ang proseso ng paglipat ng mga sangkap mula sa mataas na konsentrasyon patungo sa mababang konsentrasyon. Ang ibig sabihin ng konsentrasyon ay ang bilang ng mga molekula/mole ng isang sangkap bawat volume. Ang isang lugar na may mataas na konsentrasyon ay isang lugar kung saan maraming molekula ng mga sangkap bawat volume. Sa kabaligtaran, ang mababang konsentrasyon ay mga lugar kung saan kakaunti ang mga molekula bawat volume.

Magbasa nang higit pa

Enerhiya sa isang monatomic ideal gas

Ang enerhiya sa monatomic ideal gas ay ang kabuuang dami ng translational kinetic energy ng mga monatomic ideal gas molecule. Ang kabuuang dami ng translational kinetic energy ng mga ideal gas molecule = ang produkto ng average translational kinetic energy ng bawat molekula at ang bilang ng mga molekula (N). Sa matematika:

Magbasa nang higit pa

Ang teorama ng equipartition ng enerhiya ay hinango sa teorema ni Clerk Maxwell gamit ang statistical mechanics. Ito ay tinatawag na teorama dahil walang patunay sa pamamagitan ng eksperimento. Ang energy partition ay nangangahulugan ng pantay na distribusyon ng enerhiya.

KE = average na translational kinetic energy ng mga molekula ng gas (Joule)

k = konstante ni Boltzmann = 1.38 x 10^-23 J/K

T = ganap na temperatura ng molekula ng ideal na gas (Kelvin)

Magbasa nang higit pa

Bukod sa presyon, isa sa mga dami na nagsasaad ng makroskopikong katangian ng gas ay ang temperatura (T). Ekwasyon ng presyon ng gas:

Magbasa nang higit pa

Ang kSinasabi ng teoryang kinetiko na ang bawat sustansya ay binubuo ng mga atomo o molekula at ang atomo o molekula ay patuloy na gumagalaw nang walang ingat. Ang palagay na ito ng teoryang kinetiko ay tumutugma sa sitwasyon at kondisyon ng atomo o molekula ng bumubuo ng gas. Ang puwersa ng atraksyon sa pagitan ng mga atomo o molekula na bumubuo sa gas ay mahina kaya ang mga atomo o molekula ay malayang nakakagalaw.

Magbasa nang higit pa

Artikulo Batas ni Boyle, batas ni Charles, batas ni Gay-Lussac

Batas ni Boyle

Nagsagawa si Robert Boyle (1627-1691) ng mga eksperimento upang siyasatin ang kwantitatibong ugnayan sa pagitan ng presyon at volume ng gas. Isinasagawa ang eksperimentong ito sa pamamagitan ng pagpasok ng isang tiyak na dami ng gas sa isang saradong lalagyan. Hanggang sa isang mahusay na pamamaraan, natuklasan niya na kung ang temperatura ng gas ay pinananatiling pare-pareho, kapag tumaas ang presyon ng gas, ang volume ng gas ay nababawasan. Gayundin, kapag bumababa ang presyon ng gas, tumataas ang volume ng gas. Ang presyon ng gas ay kabaligtaran na proporsyonal sa volume ng gas. Ang ugnayang ito ay kilala bilang Batas ni Boyle. Sa matematika:

Magbasa nang higit pa

Ang mga batas ng gas nina Boyle, Charles law, at Gay-Lussac ay hindi naaangkop sa lahat ng kondisyon ng gas, kaya nagiging mas mahirap ang ating pagsusuri. Samakatuwid, inilahad ang modelo ng ideal na gas. Ang ideal na gas ay hindi umiiral sa pang-araw-araw na buhay; ang ideal na gas ang perpektong anyo upang mapadali ang pagsusuri. Ang pagkakaroon ng konseptong ito ng ideal na gas ay talagang nakakatulong din sa atin sa pagsusuri ng ugnayan sa pagitan ng tatlong batas ng gas.

Ang ugnayan sa pagitan ng temperatura, lakas ng tunog, at presyon ng gas

Sa pamamagitan ng pagtukoy sa tatlong batas ng gas sa itaas, makakabuo tayo ng mas pangkalahatang ugnayan sa pagitan ng temperatura, volume, at presyon ng gas.

Magbasa nang higit pa

Ang tiyak na pahayag ng ikalawang batas ng termodinamika ay hindi maaaring maglarawan para sa lahat ng hindi maibabalik na proseso, kaya kailangan natin ng isang pangkalahatang pahayag. Ang pangkalahatang pahayag na ito ay inaasahang magpapaliwanag sa lahat ng hindi maibabalik na prosesong nagaganap sa sansinukob. Ang pangkalahatang pahayag ng ikalawang batas ng termodinamika ay binuo noong kalagitnaan ng ikalabinsiyam na siglo, sa pamamagitan ng isang dami na tinatawag na entropy (S). Ang entropy ay unang ipinakilala ni Clausius at binuo mula sa Carnot cycle (perpektong caloric engine). Ayon kay Clausius, ang mga pagbabago sa entropy ay nararanasan ng isang sistema, kapag ang sistema ay nakakakuha ng karagdagang init (Q) sa isang pare-parehong temperatura, na kinakatawan ng equation:

Magbasa nang higit pa

Artikulo tungkol sa Koepisyent ng pagganap ng makinang panglamig

Ang isang makinang panglamig ay isang makinang kumukuha ng init mula sa isang lugar na mababa ang temperatura, pagkatapos ay inililipat ito sa isang lugar na mataas ang temperatura. Para mangyari ang prosesong ito, dapat gawin ng makina ang trabaho dahil ang init ay natural na dumadaloy mula sa mataas na temperatura patungo sa mababang temperatura. Ito ay ayon sa pahayag ni Clausius:

Imposibleng maglipat ng init mula sa isang lugar na may mababang temperatura patungo sa isang lugar na may mataas na temperatura ang isang makinang panglamig nang walang trabaho (Ikalawang batas ng termodinamika—pahayag ni Clausius).

Ang makina ay gumagana (W) upang maglipat ng init, mula sa mababang temperatura (Q_L) sa mataas na temperatura (Q_H). Batay sa konserbasyon ng enerhiya, Q_L + W = Q_H.

Magbasa nang higit pa

Upang malaman kung paano mapataas ang kahusayan ng ang init Sa isang makina, isang Pranses na siyentipiko na nagngangalang Sadi Carnot (1796-1832) ang sumuri sa isang ideal na teoretikal na caloric machine noong 1824. Noong panahong iyon, ang unang batas ng termodinamika ay hindi pa nabubuo, ni ang pangalawang batas ng termodinamika. Ang unang batas ay hindi pa nabubuo dahil hindi pa alam ng mga siyentipiko na ang init ay enerhiya. Matapos mag-eksperimento sina Joule at ang kanyang mga kasamahan noong 1830s, natuklasan ng mga siyentipiko na ang init ay enerhiya na gumagalaw dahil sa mga pagkakaiba ng temperatura. Kaya, ang unang batas ng termodinamika ay nabuo pagkatapos ng 1830. Sinaliksik ni Sadi Carnot ang teoretikal na ideal na caloric engine noong 1824. Ang kanyang pananaliksik ay talagang upang mapataas ang kahusayan ng steam engine. Karamihan sa mga steam engine noong panahong iyon ay hindi gaanong mahusay.

Magbasa nang higit pa