O'rta maktab fizikasi

Tizimlar va atrof-muhitni tushunish

Tizim - bu o'rganilayotgan obyekt yoki obyektlar guruhi. Koinotdagi boshqa obyektlar muhit deb ataladi. Odatda, tizim o'z muhitidan "bo'lim/cheklovchi/ajratuvchi" bilan ajratiladi.

Masalan, biz termosdagi suvni tekshirmoqchimiz deylik. Termos ichidagi suv tizimni, termos tashqarisidagi havo va boshqa narsalar esa atrof-muhitni tashkil qiladi. Termosning devorlari, ham ichidagi shisha, ham tashqaridagi plastik bo'linuvchi vazifasini bajaradi. Suv termosi bunga misol bo'la oladi.

Ko'proq o'qing

Yashirin issiqlikni tushunish

Agar siz simob termometrini sovuq suv va muz aralashmasi solingan idishga solsangiz, pastga tushgandan so'ng simob yuzasi harakatsiz yoki endi harakatlanmasligini kuzatasiz. Simob yuzasi suvning erish nuqtasiga yoki suvning muzlash nuqtasiga (0 ^o C) yetgandan so'ng harakatlanishdan to'xtaydi. Agar idish ochiq bo'lsa, issiqlik yuqori haroratdagi havodan past haroratdagi muz va suv aralashmasiga o'tadi. Havodan qo'shimcha issiqlik muzning erishiga olib keladi. Muz erib borishi bilan muz va suv aralashmasining harorati o'zgaradimi? Muz erib borishi bilan suv va muz aralashmasining harorati o'zgarmaydi.

Ko'proq o'qing

Solishtirma issiqlik sigʻimi (c) - bu jismning bir birlik massasi (m) ning haroratini (T) bir darajaga koʻtarish uchun zarur boʻlgan issiqlik miqdori (Q). c ning formulasi quyidagicha:

Xalqaro birliklar tizimi J/Kg K dir.

Jismning solishtirma issiqligi harorat bilan o'zgaradi. Agar harorat o'zgarishi juda katta bo'lmasa, qiymatni doimiy deb hisoblash mumkin. Quyida 1 atm bosim va 20 ^° C haroratdagi bir nechta jismlar uchun c qiymatlari keltirilgan (tajriba yo'li bilan olingan).

Ko'proq o'qing

Agar har xil haroratga ega jismlar bir-biri bilan aloqa qilsa, issiqlik tabiiy ravishda yuqori haroratga ega jismdan past haroratga ega jismga o'tadi. Ikki jism issiqlik muvozanatiga yetgandan so'ng issiqlik uzatish to'xtaydi. Issiqlik uzatish aloqada bo'lgan jismlarning haroratining o'zgarishiga olib keladi, deyish mumkin . Ushbu qisqacha tushuntirishga asoslanib, issiqlik (Q) jism va o'sha jismning haroratining o'zgarishi (delta T) bilan bog'liq degan xulosaga kelish mumkin . Har bir jismning massasi (m) bor va jism turi ham har xil.

Ko'proq o'qing

Issiqlik birligi kaloriya (qisqartirilgan kal). Kaloriya - bu 1 gramm suvning haroratini 1 C ^o ga ko'tarish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori (aniq 14,5 ^o C dan 15,5 ^o C gacha). Kerakli issiqlik miqdori turli suv harorati uchun farq qiladi. Bir xil miqdordagi issiqlik uchun suv haroratining 1 C ^o oshishi faqat 14,5 ^o C va 15,5 ^o C oralig'ida sodir bo'ladi. Ko'pincha, ayniqsa oziq-ovqatning energiya qiymatini ifodalash uchun ishlatiladigan issiqlik birligi kilokaloriya (kkal) dir. 1 kkal = 1000 kaloriya. 1 kkalning yana bir nomi = 1 kaloriya (katta K). Britaniya tizimi uchun issiqlik birligi Btu (Britaniya issiqlik birligi) dir. 1 Btu = 1 funt suvning haroratini 1 F ^o ga ko'tarish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori (aniq 63 ^o F dan 64 ^o F gacha).

Ko'proq o'qing

Suv anomaliyalarini tushunish

Har bir jism jismning harorati oshganda kengayadi (hajmi oshadi) va jismning harorati pasayganda kichrayadi (hajmi pasayadi). Suv ham harorat oshganda kengayadi va harorat pasayganda kichrayadi, lekin 0 ^o C – 4 ^{o C haroratlarda emas. 0 o} C va 4 ^o C haroratlar oralig'ida , harorat oshishi bilan suv hajmi kamayadi (suv kichrayadi). Agar biz suvni 0 ^o C haroratda qizdirsak , suv qanchalik issiq bo'lsa, suv hajmi shuncha kamayadi. Suv 4 ^o C haroratga yetganda qisqarish jarayoni to'xtaydi. 4 ^o C dan yuqori haroratda, suv hajmi harorat oshishi bilan ortadi (suv kengayadi). Aksincha, harorat 4 ^o C dan 0 ^{o C gacha pasayganda suv kengayadi (suv hajmi oshadi). Suvning bu g'alatiligi} suv anomaliyasi deb nomlanadi.

Ko'proq o'qing

Agar siz elektr kabellarini diqqat bilan kuzatsangiz, ularning bo'shashishi tufayli pastga egilganini ko'rasiz. Nima uchun elektr kabellari shunchaki taranglash o'rniga ataylab bo'shashgan? Sharqiy Nusa Tenggaraning Flores va Lembata shaharlaridagi aksariyat tomlar ruxdan (Zn) yasalgan. Kunduzi yoki kechasi rux tomlari shovqin chiqaradi. Nima uchun rux shovqin chiqaradi? Agar siz Java orolida yashasangiz, temir yo'l izlarini ko'rgan bo'lishingiz mumkin. Rels bo'g'inlarida bo'shliqlar mavjud. Rels bo'g'inlaridagi bu bo'shliqlarning vazifasi nima? Kengayish mavzusi bilan bog'liq ko'p narsalar haqida o'ylashingiz va so'rashingiz mumkin.

Ko'proq o'qing

Agar biz turli xil termometrlarni, masalan, simob termometrini va spirtli termometrni kalibrlasak , ikkala termometrning shkalasi faqat 0 ^o C (yoki 32 ^o F) va 100 ^o C (yoki 212 ^o F) da bir xil bo'ladi. Agar biz havo haroratini o'lchash uchun ikkala termometrdan foydalansak, har bir termometr ko'rsatgan raqamlar bir xil bo'lishi shart emas. Simob termometri 48 ^o C ni, spirtli termometr esa 46 ^o C ni ko'rsatishi mumkin. Buning sababi, simob va spirtning kengayish tezligi har xil. Xuddi shunday, bimetal termometrlar va boshqalar kabi boshqa turdagi termometrlarda ham. Shu tarzda aniqlangan harorat shkalasi ishlatiladigan materiallarning xususiyatlariga juda bog'liq.

Ko'proq o'qing

Selsiy va Farengeyt shkalalari turli harorat shkalalaridir. Agar ob'ektning harorati Selsiyda o'lchansa va ifodalansa, keyin biz ob'ektning haroratini Farengeytda ifodalamoqchi bo'lsak, biz Selsiydan Farengeytga o'tkazamiz. Ushbu bo'limda biz harorat o'zgarishlarini qanday o'zgartirishni yoki amalga oshirishni o'rganamiz.

1 atm bosimda, Selsiy termometri uchun muz nuqtasi harorati = 0 ^oC, Farengeyt termometr shkalasi esa 32 ga teng ^oF. Aksincha, 1 atm bosimda, Selsiy shkalasi termometri uchun bug 'nuqtasi harorati = 100 ^oC, Farengeyt termometr shkalasi esa 212 ga teng ^oF. Quyidagi rasmga e'tibor bering!

Ko'proq o'qing

Termometr shkalasi turlari

Haroratni o'lchash uchun termometrdan foydalanish uchun uni shkala bo'yicha aniqlash kerak. Ikkita keng tarqalgan termometr shkalasi - Selsiy shkalasi va Farengeyt shkalasi. Indoneziyada eng ko'p ishlatiladigan harorat shkalasi Selsiy shkalasi. Selsiy shkalasining yana bir nomi - Selsiy shkalasi. Selsiy = yuz qadam. Farengeyt shkalasi ko'pincha Qo'shma Shtatlarda yoki qishi sovuq bo'lgan mamlakatlarda qo'llaniladi. Fan sohasida ayniqsa muhim harorat shkalasi absolyut shkala yoki Kelvin shkalasi hisoblanadi. Kelvin shkalasi keyinroq muhokama qilinadi.

Selsiy va Farengeyt shkalalari suvning muzlash va qaynash nuqtalarini qat'iy nuqtalar sifatida ishlatadi. Moddaning muzlash nuqtasi - bu qattiq va suyuq fazalar termal muvozanatda bo'lgan harorat . Aksincha, moddaning qaynash nuqtasi - bu suyuq va gaz fazalari termal muvozanatda bo'lgan harorat. Muzlash va qaynash nuqtalari har doim havo bosimi bilan o'zgaradi, shuning uchun avval havo bosimi aniqlanishi kerak. Biz odatda 1 atm (bir atmosfera) bo'lgan standart bosimdan foydalanamiz. Atmosfera havo bosimining birligidir.

Ko'proq o'qing