Mga Pangunahing Tutorial sa Pisika

Upang ipaliwanag ang mga hindi na mababaligtad na prosesong termodinamika, binuo ng mga siyentipiko ang ikalawang batas ng termodinamika. Ipinapaliwanag ng ikalawang batas ng termodinamika kung anong mga proseso ang maaaring mangyari sa sansinukob at kung anong mga proseso ang hindi maaaring mangyari. Isang siyentipiko na nagngangalang RJE Clausius (1822-1888) ang nagsabi ng sumusunod:

Natural lamang, ang init ay lumilipat mula sa mga bagay na may mataas na temperatura patungo sa mga bagay na may mababang temperatura; natural lamang, ang init ay hindi napupunta mula sa mga bagay na may mababang temperatura patungo sa mga bagay na may mataas na temperatura (Ikalawang batas ng termodinamika—pahayag ni Clausius).

Ang pahayag ni Clausius ay isa sa mga espesyal na pahayag ng ikalawang batas ng termodinamika. Ito ay tinatawag na espesyal na pahayag dahil naaangkop lamang ito sa isang proseso, na may kaugnayan sa paglilipat ng init. Dahil ang pahayag na ito ay walang kaugnayan sa ibang mga proseso, kailangan natin ng mas pangkalahatang pahayag. Ang pagbuo ng isang pangkalahatang pahayag ng ikalawang batas ng termodinamika ay batay sa pag-aaral ng mga heat engine. Samakatuwid, tatalakayin muna natin ang init ng makina.

Magbasa nang higit pa

Artikulo Mga prosesong Termodinamika: Isothermal Adiabatic Isochoric Isobaric

Mayroong apat na prosesong termodinamika, katulad ng mga prosesong Isothermal, isochoric, isobaric at adiabatic.

Prosesong Isothermal (pare-parehong temperatura)

Sa isang prosesong isothermal, ang temperatura ng sistema ay pinapanatiling pare-pareho. Sa teorya, ang sinusuri na sistema ay isang ideal na gas. Ang temperatura ng ideal na gas ay direktang proporsyonal sa ideal na enerhiya ng panloob na gas (U = 3/2 n RT). Ang T ay hindi nagbabago, kaya ang U ay hindi rin nagbabago. Kaya, kung ilalapat sa prosesong isothermal, ang unang batas ng thermodynamic equation ay magiging:

Magbasa nang higit pa

Prosesong termodinamika

Ang init (Q) ay ang enerhiyang gumagalaw mula sa isang bagay patungo sa isa pa dahil sa pagkakaiba ng temperatura. Tungkol sa mga sistema at kapaligiran, ang init ay enerhiyang gumagalaw mula sa sistema patungo sa kapaligiran o enerhiyang gumagalaw mula sa kapaligiran patungo sa sistema, dahil sa pagkakaiba ng temperatura. Kung ang temperatura ng sistema ay mas mataas kaysa sa temperatura ng paligid, ang init ay dadaloy mula sa sistema patungo sa kapaligiran. Kung ang temperatura ng paligid ay mas mataas kaysa sa temperatura ng sistema, ang init ay dadaloy mula sa kapaligiran patungo sa sistema.

Ang init (Q) ay enerhiyang gumagalaw dahil sa pagkakaiba ng temperatura, samantalang ang trabaho (W) ay nauugnay sa paglilipat ng enerhiya sa pamamagitan ng trabaho. Halimbawa, kung ang sistema ay gumagana sa kapaligiran, ang enerhiya ay lilipat mula sa sistema patungo sa kapaligiran. Sa kabaligtaran, kung ang kapaligiran ay gumagana sa sistema, ang enerhiya ay lilipat mula sa kapaligiran patungo sa sistema.

Magbasa nang higit pa

Hindi Elastikong Pagbangga

Ang batas ng konserbasyon ng kinetic energy ay hindi naaangkop sa mga inelastic collisions. Ang batas ng konserbasyon ng momentum ay naaangkop sa mga inelastic collisions kung walang panlabas na puwersa ang kumikilos sa dalawang bagay na nagbabanggaan. Sa isang inelastic collision, ang dalawang bagay ay nagdidikit o nagkakabit sa isa't isa pagkatapos ng banggaan.

Halimbawang tanong 1.

Dalawang bagay ang magkapareho ng masa, na 1 kg. Ang Bagay 1 ay gumagalaw sa isang patag na eroplano sa bilis na 10 m/s at bumangga sa bagay na pangalawa na hindi gumagalaw. Pagkatapos ng banggaan, ang dalawang bagay ay nagdikit. Ano ang bilis ng dalawang bagay pagkatapos ng banggaan?

Magbasa nang higit pa

Bahagyang elastikong banggaan

Sa mga banggaang partially elastic, ang batas ng konserbasyon ng momentum ay naaangkop, habang ang batas ng konserbasyon ng kinetic energy ay hindi naaangkop. Sa oras na maganap ang isang banggaan, ang ilang kinetic energy ay nababago sa enerhiya ng tunog, enerhiya ng init, at panloob na enerhiya. Ang paggamit ng salitang elastic ay nagpapahiwatig na pagkatapos ng banggaan, ang dalawang bagay ay hindi nagdidikit ngunit tumatalbog.

Ang isang halimbawa ng bahagyang elastikong banggaan ay ang one-dimensional na banggaan ng dalawang marbles o dalawang bola sa pool.

Magbasa nang higit pa

Konserbasyon ng linear momentum

Ang batas ng konserbasyon ng linear momentum ay nagsasaad na kung walang panlabas na puwersa na kumikilos sa dalawang nagbabanggaang bagay, ang momentum ng mga bagay bago ang banggaan ay katumbas ng momentum ng mga bagay pagkatapos ng banggaan.

p ₁ + p ₂ = p ₁ ' + p ₂ ' ………………….. Ekwasyon 1.4

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = m ₁ v ₁ ' + m ₂ v ₂ '

Kung pagkatapos ng banggaan ay magkadikit ang dalawang bagay,

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

Magbasa nang higit pa

Perpektong elastikong banggaan

Ang banggaan ng dalawang bagay ay tinatawag na perpektong elastikong banggaan kung ang momentum o kinetikong enerhiya ng bawat bagay bago ang banggaan ay katumbas ng momentum at kinetikong enerhiya ng bawat bagay pagkatapos ng banggaan. Sa madaling salita, ang batas ng konserbasyon ng momentum at batas ng konserbasyon ng kinetikong enerhiya ay naaangkop sa mga perpektong elastikong banggaan. Ang paggamit ng salitang elastiko ay nagpapahiwatig na pagkatapos ng banggaan, ang dalawang bagay ay hindi nagdidikit o hindi nakakabit sa isa't isa kundi tumatalbog. Ang momentum ng bawat bagay ay nakonserba.

Ang momentum ng bawat bagay ay napanatili.

Magbasa nang higit pa

Prinsipyo ng enerhiyang mekanikal sa trabaho

Ang teorama ng work-kinetic energy ay nagsasaad na ang netong trabaho o ang gawaing ginagawa ng netong puwersa ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy.

W _net = TO _t – TO _o = 1⁄2 m(v _t ² – v _o ² )

W _net = Mayroong dalawang uri ng puwersa, ang konserbatibong puwersa, at ang di-konserbatibong puwersa. Samakatuwid, ang netong gawain ay maaaring ituring na binubuo ng gawaing ginagawa ng isang konserbatibong puwersa at ng gawaing ginagawa ng isang di-konserbatibong puwersa.

W _c + W _nc = ΔKE

Magbasa nang higit pa

Gawaing ginagawa ng mga konserbatibong puwersa Potensyal na enerhiya

Pagmasdan ang isang bagay na gumagalaw nang patayo pataas at pagkatapos ay bumabalik sa panimulang posisyon nito pagkatapos maabot ang pinakamataas na taas. Kapag ang bagay ay gumagalaw nang patayo pataas, ang bigat ay gumagawa ng negatibong gawain dito. Kapag ang bagay ay gumagalaw pataas, ang taas nito ay tumataas. Samakatuwid, ang enerhiya ng potensyal na grabidad ng bagay ay tumataas din. Maaaring mahinuha na ang negatibong gawain na ginagawa ng timbang ay katumbas ng pagtaas ng enerhiya ng potensyal na grabidad (PE) ng bagay.

Magbasa nang higit pa

Konserbatibong puwersa at di-konserbatibong puwersa

1. Konserbatibong Puwersa

1.1 Timbang (w)

Pagmasdan ang isang bagay na gumagalaw nang patayo pataas hanggang sa maabot ang pinakamataas na taas bago bumaba patungo sa panimulang posisyon nito. Kapag gumagalaw nang patayo pataas sa pamamagitan ng h, ang bigat ay kabaligtaran ng direksyon mula sa displacement. Kaya, ang bigat ay gumagawa ng negatibong gawain sa bagay. 

W = wh (cos 180 ^o ) = – wh = – mgh

Pagkatapos maabot ang pinakamataas na taas, ang bagay ay gumagalaw pababa patungo sa panimulang posisyon nito sa pamamagitan ng h. Kapag gumagalaw pababa, ang bigat ay nasa parehong direksyon ng displacement. Dahil ito ay nasa parehong direksyon ng displacement, ang bigat ay gumagawa ng positibong gawain.

Magbasa nang higit pa