Temel Fizik Dersleri

Geri dönüşümsüz termodinamik süreçleri açıklamak için bilim insanları termodinamiğin ikinci yasasını formüle ettiler. Termodinamiğin ikinci yasası, evrende hangi süreçlerin gerçekleşebileceğini ve hangi süreçlerin gerçekleşemeyeceğini açıklar. RJE Clausius (1822-1888) adlı bir bilim insanı şu açıklamayı yapmıştır:

Doğal olarak, ısı yüksek sıcaklıktaki cisimlerden düşük sıcaklıktaki cisimlere doğru hareket eder; doğal olarak, ısı düşük sıcaklıktaki cisimlerden yüksek sıcaklıktaki cisimlere doğru hareket etmez (Termodinamiğin İkinci Yasası - Clausius'un ifadesi).

Clausius'un ifadesi, termodinamiğin ikinci yasasının özel ifadelerinden biridir. Özel ifade olarak adlandırılmasının nedeni, yalnızca ısı transferiyle ilgili tek bir sürece uygulanmasıdır. Bu ifade diğer süreçlerle ilgili olmadığından, daha genel bir ifadeye ihtiyacımız vardır. Termodinamiğin ikinci yasasının genel bir ifadesinin geliştirilmesi, ısı motorlarının incelenmesine dayanmaktadır. Bu nedenle, önce motor ısısını ele alacağız.

Daha fazla

Makale Termodinamik süreçler: İzotermal Adyabatik İzokorik İzobarik

Dört termodinamik süreç vardır: İzotermal, izokorik, izobarik ve adyabatik süreçler.

İzotermal Proses (sabit sıcaklık)

İzotermal bir süreçte, sistem sıcaklığı sabit tutulur. Teorik olarak, analiz edilen sistem ideal bir gazdır. İdeal gaz sıcaklığı, ideal iç gaz enerjisiyle doğru orantılıdır (U = 3/2 n RT). T değişmediğinden, U da değişmez. Dolayısıyla, izotermal sürece uygulandığında, termodinamik denklemin birinci yasası şu şekilde olur:

Daha fazla

Termodinamik süreç

Isı (Q), sıcaklık farkı nedeniyle bir nesneden diğerine hareket eden enerjidir. Sistemler ve ortamlar söz konusu olduğunda, ısı, sıcaklık farkı nedeniyle sistemden ortama veya ortamdan sisteme hareket eden enerjidir. Sistem sıcaklığı ortam sıcaklığından yüksekse, ısı sistemden ortama akar. Ortam sıcaklığı sistem sıcaklığından yüksekse, ısı ortamdan sisteme akar.

Isı (Q), sıcaklık farkından dolayı hareket eden enerjidir; iş (W) ise iş yoluyla enerji transferiyle ilgilidir. Örneğin, sistem çevreye iş yapıyorsa, enerji sistemden çevreye doğru hareket eder. Tersine, çevre sisteme iş yapıyorsa, enerji çevreden sisteme doğru hareket eder.

Daha fazla

esnek olmayan çarpışmalar

Kinetik enerjinin korunumu yasası, esnek olmayan çarpışmalarda geçerli değildir. Momentumun korunumu yasası, yalnızca çarpışan iki cisme hiçbir dış kuvvet etki etmediği durumlarda esnek olmayan çarpışmalarda geçerlidir. Esnek olmayan bir çarpışmada, iki cisim çarpışmadan sonra birbirine yapışır veya birbirine bağlı kalır.

Örnek soru 1.

İki cismin kütlesi aynıdır, yani her ikisinin de kütlesi 1 kg'dır. Birinci cisim düzlem üzerinde 10 m/s hızla hareket ederken durmakta olan ikinci cisimle çarpışır. Çarpışmadan sonra iki cisim birbirine yapışır. Çarpışmadan sonra iki cismin hızı nedir?

Daha fazla

Kısmen elastik çarpışmalar

Kısmen esnek çarpışmalarda, momentumun korunumu yasası geçerlidir, ancak kinetik enerjinin korunumu yasası geçerli değildir. Çarpışma gerçekleştiği anda, kinetik enerjinin bir kısmı ses enerjisine, ısı enerjisine ve iç enerjiye dönüşür. "Esnek" kelimesinin kullanımı, çarpışmadan sonra iki cismin birbirine yapışmadığını, aksine birbirinden sekerek uzaklaştığını gösterir.

Kısmen esnek çarpışmaya örnek olarak iki bilyenin veya iki bilardo topunun tek boyutlu çarpışması verilebilir.

Daha fazla

Doğrusal momentumun korunumu

Doğrusal momentumun korunumu yasası, çarpışan iki cisme etki eden dış bir kuvvet yoksa, çarpışmadan önceki cisimlerin momentumunun, çarpışmadan sonraki cisimlerin momentumuna eşit olduğunu belirtir.

p₁ +p₂ =p₁ ' + p₂ ' ………………….. Denklem 1.4

m₁ v₁ +m₂ v₂ = m₁ v₁ ' + m₂ v₂ '

Çarpışma sonrasında iki cisim birbirine yapışırsa,

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂ ) v'

Daha fazla

Tamamen elastik çarpışmalar

İki cismin çarpışması, çarpışmadan önce her cismin momentumu veya kinetik enerjisi, çarpışmadan sonra her cismin momentumu ve kinetik enerjisine eşitse, tam elastik çarpışma olarak adlandırılır. Başka bir deyişle, momentumun korunumu yasası ve kinetik enerjinin korunumu yasası tam elastik çarpışmalarda geçerlidir. "Esnek" kelimesinin kullanımı, çarpışmadan sonra iki cismin birbirine yapışmadığını veya birbirine bağlı kalmadığını, aksine birbirlerinden sekerek uzaklaştığını gösterir. Her cismin momentumu korunur.

Her cismin momentumu korunur.

Daha fazla

İş-mekanik enerji prensibi

İş-kinetik enerji teoremi, net işin veya net kuvvetin yaptığı işin, kinetik enerjideki değişime eşit olduğunu belirtir.

W_net =KE_t - İLE_o = 1⁄2 m(v_t² - v_o²)

W_net İki tür kuvvet vardır: koruyucu kuvvet ve koruyucu olmayan kuvvet. Dolayısıyla, net iş, koruyucu bir kuvvetin yaptığı iş ve koruyucu olmayan bir kuvvetin yaptığı işin toplamı olarak düşünülebilir.

W_c + W_nc =ΔKE

Daha fazla

Koruyucu kuvvetler tarafından yapılan iş Potansiyel enerji

Dikey olarak yukarı doğru hareket eden ve maksimum yüksekliğe ulaştıktan sonra başlangıç ​​konumuna geri dönen bir cismi gözlemleyin. Cisim dikey olarak yukarı doğru hareket ederken, ağırlık cisim üzerinde negatif iş yapar. Cisim yukarı doğru hareket ederken, cismin yüksekliği artar. Bu nedenle, cismin yerçekimi potansiyel enerjisi de artar. Buradan, ağırlığın yaptığı negatif işin, cismin yerçekimi potansiyel enerjisindeki (PE) artışa eşit olduğu sonucuna varılabilir.

Daha fazla

Muhafazakar güç ve muhafazakar olmayan güç

1. Muhafazakar Güç

1.1 Ağırlık (w)

Bir cismin, belirli bir yüksekliğe ulaştıktan sonra başlangıç ​​konumuna doğru aşağıya doğru hareket ettiğini gözlemleyin. Cisim h kadar dikey olarak yukarı hareket ederken, ağırlığın yönü yer değiştirmenin yönünün tersinedir. Dolayısıyla, ağırlık cisim üzerinde negatif iş yapar. 

W = wh (cos 180^o) = – wh = – mgh

Cisim maksimum yüksekliğe ulaştıktan sonra, başlangıç ​​konumuna doğru h kadar aşağı hareket eder. Aşağı doğru hareket ederken, ağırlık yer değiştirme ile aynı yöndedir. Yer değiştirme ile aynı yönde olduğu için, ağırlık pozitif iş yapar.

Daha fazla