Upang malaman kung paano mapataas ang kahusayan ng heat engine, sinuri ng isang Pranses na siyentipiko na nagngangalang Sadi Carnot (1796-1832) ang isang ideal na theoretical caloric machine noong 1824. Noong panahong iyon, ang unang batas ng thermodynamics ay hindi pa nabubuo, ni ang pangalawang batas ng thermodynamics. 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 thermodynamics ay nabuo pagkatapos ng 1830. Sinaliksik ni Sadi Carnot ang theoretical ideal 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.
Ikalawang batas ng termodinamika
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.
Mga prosesong termodinamika: Isothermal Adiabatic Isochoric Isobaric
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:
Unang batas ng thermodynamics
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.
Mga transverse wave – mga problema at solusyon
1. Ang distansya sa pagitan ng dalawang labangan ng mga alon sa ibabaw ng tubig ay 20 m. Isang bagay ang lumulutang sa ibabaw ng tubig upang maranasan nito ang galaw ng panginginig. Kung ang oras ng paglalakbay sa isang panginginig ay 4 na segundo, kung gayon ang bilis ng alon ay …. m/s
Isang 20
B. 15
C. 10
D. 5
Kilala:
Bilis ng mga mekanikal na alon – mga problema at solusyon
1. Ang bilis ng transverse wave sa isang 25 metrong lubid ay 50 m/s. Ang puwersa ng tensyon ng lubid ay 200 N. Tukuyin ang masa ng lubid.
A. 0.08 kg
B. 0.5 kg
C. 0.8 kg
D. 2.0 kg
Kilala:
Simpleng harmonic motion – mga problema at solusyon
1. Ang isang bagay ay nag-vibrate na may frequency na 5 Hz pakanan at pakaliwa. Ang bagay ay gumagalaw mula sa punto ng ekilibriyo patungo sa pinakamataas na displacement pakanan. Tukuyin ang agwat ng oras na kinakailangan upang maabot ang pinakamataas na displacement pakanan nang labing-isang beses.
Isang 2.05
B. 2.20
C. 2.25
D. 2.50
Kilala:
Simpleng pendulum – mga problema at solusyon
1. Dalawang simpleng pendulum ang nasa dalawang magkaibang lugar. Ang haba ng pangalawang pendulum ay 0.4 beses ang haba ng unang pendulum, at ang acceleration ng grabidad na nararanasan ng pangalawang pendulum ay 0.9 beses ang acceleration ng grabidad na nararanasan ng unang pendulum. Tukuyin ang paghahambing ng frequency ng unang pendulum sa pangalawang pendulum.
A. 2/3
B. 3/2
C. 4/9
D. 9/4
Resonans ng mga sound wave – mga problema at solusyon
1. Matapos i-vibrate ang tuning fork A, ang tuning fork B ay ivibrate rin. Ang tuning fork B ay ivibrate dahil…..
A. Ang tuning fork A ay may parehong amplitude gaya ng tuning fork B
B. Parehong tuning fork ang gumagamit ng parehong resonance box
C. Ang tuning fork B ay may parehong frequency gaya ng tuning fork A
D. Ang timbre ng mga tunog na dulot ng parehong tuning fork ay pareho
Solusyon
Presyon ng mga likido – mga problema at solusyon
1.
Ang acceleration dahil sa grabidad ay 10 N/kg. Ang surface area ng isdang dinidiinan ng tubig sa ibabaw nito ay 6 cm² . Tukuyin ang puwersa ng tubig sa ibabaw ng isda na kumikilos sa isda.
Kilala: