Mạng lưới Gurumuda
Độ ẩm cho biết lượng hơi nước trong không khí. Khi trời mưa, không khí rất ẩm vì có nhiều hơi nước. Ngược lại, nếu lượng hơi nước trong không khí rất ít, không khí sẽ khô hanh. Lượng hơi nước trong không khí được biểu thị bằng độ ẩm tương đối.
Độ ẩm tương đối là tỷ lệ giữa áp suất riêng phần của hơi nước và áp suất của hơi nước bão hòa ở một nhiệt độ nhất định (hơi nước là hơi ẩm). Độ ẩm tương đối được biểu thị bằng phần trăm, được thể hiện bằng công thức toán học như sau:
Nếu quan sát kỹ, ban đầu ta có thể thấy khói từ quá trình đốt cháy. Sau một lúc, khói sẽ không còn nhìn thấy nữa. Bạn đã từng dùng nước hoa chưa? Ngay cả khi bạn xịt nước hoa trong phòng, những người bên ngoài nhà cũng có thể ngửi thấy mùi hương của nước hoa. Nếu mẹ nấu những món ăn ngon và hấp dẫn trong bếp, mùi thơm của món ăn cũng có thể lan đến nhà hàng xóm. Tại sao lại như vậy?
Có rất nhiều ví dụ khác. Nếu bạn nhỏ vài giọt mực vào một cốc nước trong, mực hoặc màu thực phẩm sẽ lan đều khắp nước. Điều này xảy ra một cách tự động. Một số ví dụ trước đó là các hiện tượng khuếch tán thường gặp trong cuộc sống hàng ngày. Khuếch tán là quá trình di chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Nồng độ ở đây được hiểu là số lượng phân tử/mol của một chất trên một thể tích. Nơi có nồng độ cao là nơi có nhiều phân tử chất trên một thể tích. Ngược lại, nơi có nồng độ thấp là nơi có ít phân tử trên một thể tích.
Năng lượng trong khí lý tưởng đơn nguyên tử
Năng lượng trong khí lý tưởng đơn nguyên tử là tổng động năng tịnh tiến của các phân tử khí lý tưởng đơn nguyên tử. Tổng động năng tịnh tiến của các phân tử khí lý tưởng bằng tích của động năng tịnh tiến trung bình của mỗi phân tử và số lượng phân tử (N). Về mặt toán học:
Định lý phân bố năng lượng đều được Clerk Maxwell chứng minh về mặt lý thuyết bằng cơ học thống kê. Nó được gọi là định lý vì không có bằng chứng thực nghiệm nào chứng minh được. Phân bố năng lượng có nghĩa là sự phân bổ năng lượng đồng đều.
KE = động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí (Joule)
k = hằng số Boltzmann = 1.38 x 10⁻²³ J /K
T = nhiệt độ tuyệt đối của phân tử khí lý tưởng (Kelvin)
Ngoài áp suất, một trong những đại lượng thể hiện bản chất vĩ mô của khí là nhiệt độ (T). Phương trình áp suất khí:
Thuyết động học cho rằng mọi chất đều được cấu tạo từ các nguyên tử hoặc phân tử và các nguyên tử hoặc phân tử này chuyển động liên tục một cách ngẫu nhiên. Giả định này của thuyết động học phù hợp với tình trạng của nguyên tử hoặc phân tử cấu thành nên khí. Lực hút giữa các nguyên tử hoặc phân tử cấu thành nên khí rất yếu, do đó các nguyên tử hoặc phân tử có thể chuyển động tự do.
Bài viết về định luật Boyle, định luật Charles, định luật Gay-Lussac.
Định luật Boyle
Robert Boyle (1627-1691) đã tiến hành các thí nghiệm để nghiên cứu mối quan hệ định lượng giữa áp suất và thể tích khí. Thí nghiệm này được thực hiện bằng cách đưa một lượng khí nhất định vào một bình kín. Sau một thời gian khá dài, ông nhận thấy rằng nếu nhiệt độ khí được giữ không đổi, thì khi áp suất khí tăng, thể tích khí giảm. Tương tự, khi áp suất khí giảm, thể tích khí tăng. Áp suất khí tỷ lệ nghịch với thể tích khí. Mối quan hệ này được gọi là Định luật Boyle. Về mặt toán học:
Các định luật về khí của Boyle, định luật Charles và định luật Gay-Lussac không áp dụng cho mọi điều kiện của khí, do đó việc phân tích trở nên khó khăn hơn. Vì vậy, mô hình khí lý tưởng được đưa ra. Khí lý tưởng không tồn tại trong đời sống thường nhật; khí lý tưởng là dạng hoàn hảo để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích. Sự tồn tại của khái niệm khí lý tưởng này cũng thực sự giúp chúng ta xem xét lại mối quan hệ giữa ba định luật về khí.
Mối quan hệ giữa nhiệt độ, thể tích và áp suất khí
Dựa vào ba định luật về khí nêu trên, ta có thể suy ra mối quan hệ tổng quát hơn giữa nhiệt độ, thể tích và áp suất khí.
Phát biểu cụ thể của định luật thứ hai của nhiệt động lực học không thể mô tả tất cả các quá trình không thuận nghịch, vì vậy chúng ta cần một phát biểu tổng quát. Phát biểu tổng quát này được kỳ vọng sẽ giải thích tất cả các quá trình không thuận nghịch xảy ra trong vũ trụ. Phát biểu tổng quát của định luật thứ hai của nhiệt động lực học được hình thành vào giữa thế kỷ XIX, thông qua một đại lượng gọi là entropy (S). Entropy lần đầu tiên được Clausius giới thiệu và được hình thành từ chu trình Carnot (động cơ nhiệt lý tưởng). Theo Clausius, entropy thay đổi trong một hệ thống khi hệ thống nhận thêm nhiệt lượng (Q) ở nhiệt độ không đổi, được biểu diễn bằng phương trình:
Bài viết về hệ số hiệu suất của máy làm mát
Máy làm lạnh là một loại máy lấy nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp rồi truyền nhiệt đó đến nơi có nhiệt độ cao. Để quá trình này diễn ra, máy phải thực hiện công việc vì nhiệt tự nhiên truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. Điều này được giải thích bởi định luật Clausius:
Máy làm lạnh không thể truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp đến nơi có nhiệt độ cao mà không cần thực hiện công việc (Định luật thứ hai của nhiệt động lực học - phát biểu của Clausius).
Máy này hoạt động (W) để truyền nhiệt từ nhiệt độ thấp (Q L ) đến nhiệt độ cao (Q H ). Dựa trên định luật bảo toàn năng lượng, Q L + W = Q H.