גרונטלעכע פיזיק טוטאָריאַלס

אויב מיר קוקן גוט צו, קען מען אנפאנגס זען דעם רויך פון דער פארברענונג. נאך א וויילע קען מען שוין נישט זען קיין רויך. האט איר שוין גענוצט א פארפום? אפילו ווען איר שפריצט ​​פארפום אין צימער, קענען אנדערע מענטשן וואס זענען אינדרויסן פון שטוב אויך שפירן דעם שמעק פון דעם פארפום. אויב די מאמע קאכט געשמאקע און אפעטיטליכע עסן אין קיך, קען מען אויך שפירן דעם שמעק פון קאכן פון א שכן'ס הויז. פארוואס איז דאס אזוי?

עס זענען דא נאך אסאך ביישפילן. אויב איר לייגט אריין א פאר טראפן טינט אין א גלאז מיט קלאר וואסער, וועט טינט, אדער עסן-קאליר, זיך פארשפרייטן גלייך איבערן וואסער. דאס פאסירט אויטאמאטיש. עטליכע פריערדיגע ביישפילן זענען דיפוזיע געשעענישן וואס מען דערלעבט אפט אין טעגליכן לעבן. דיפוזיע איז דער פראצעס פון באוועגן סובסטאנצן פון א הויכער קאנצענטראציע צו א נידעריגער קאנצענטראציע. וואס מען מיינט מיט קאנצענטראציע איז די צאל מאלעקולן/מאלן פון א סובסטאנץ פער פארנעם. א הויך-קאנצענטראציע ארט איז א ארט וואו עס זענען דא אסאך מאלעקולן פון סובסטאנצן פער פארנעם. פארקערט, נידעריגע קאנצענטראציעס זענען ערטער וואו עס זענען דא ווייניג מאלעקולן פער פארנעם.

לייענען מער

ענערגיע אין אַ מאָנאַטאָמישן אידעאַלן גאַז

די ענערגיע אין דעם מאָנאַטאָמישן אידעאַלן גאַז איז די גאַנצע סומע פון ​​טראַנסלאַציאָנאַלער קינעטיקער ענערגיע פון ​​מאָנאַטאָמישן אידעאַלן גאַז מאַלעקולן. די גאַנצע סומע פון ​​טראַנסלאַציאָנאַלער קינעטיקער ענערגיע פון ​​די אידעאַלן גאַז מאַלעקולן = דער פּראָדוקט פון דער דורכשניטלעכער טראַנסלאַציאָנאַלער קינעטיקער ענערגיע פון ​​יעדן מאַלעקול און די צאָל מאַלעקולן (N). מאַטעמאַטיש:

לייענען מער

דער ענערגיע עקוויפארטיציע טעארעם איז געווארן טעארעטיש אויסגעארבעט דורך קלערק מאַקסוועלל ניצנדיק סטאַטיסטישע מעכאניק. עס ווערט גערופן א טעארעם ווייל עס איז נישטא קיין באווייז דורך עקספערימענטאציע. די ענערגיע פארטיילונג מיינט גלייכע פארטיילונג פון ענערגיע.

KE = דורכשניטלעכע טראַנסלאַציאָנעלע קינעטישע ענערגיע פון ​​גאַז מאַלעקולן (דזשאָול)

k = באָלצמאַן'ס קאָנסטאַנט = 1.38 x 10 ^-23 דזש/ק

ט = אַבסאָלוטע טעמפּעראַטור פון דער אידעאַלער גאַז מאָלעקול (קעלווין)

לייענען מער

אין צוגאב צו דרוק, איינע פון ​​די קוואַנטיטעטן וואָס באַשטימט די מאַקראָסקאָפּישע נאַטור פון גאַז איז טעמפּעראַטור (T). גאַז דרוק גלייכונג:

לייענען מער

די קינעטישע טעאריע זאגט אז יעדע סובסטאנץ באשטייט פון אטאמען אדער מאלעקולן און אז די אטאמען אדער מאלעקולן באוועגן זיך קאנטינעווערליך אומפארזיכטיק. די הנחה פון קינעטישע טעאריע פאסט צו דער סיטואציע און צושטאנד פון דעם אטאם אדער מאלעקול פון דעם גאז באשטאנדטייל. די קראפט פון צוציאונג צווישן די אטאמען אדער מאלעקולן וואס מאכן אויס דעם גאז איז שוואך אזוי אז די אטאמען אדער מאלעקולן קענען זיך פריי באוועגן.

לייענען מער

אַרטיקל בויל'ס געזעץ, טשאַרלס'ס געזעץ, גיי-לוסאַק'ס געזעץ

בויל ס געזעץ

ראבערט בויל (1627-1691) האט דורכגעפירט עקספערימענטן צו אויספארשן די קוואנטיטאטיווע באציאונג צווישן גאז דרוק און פארנעם. דער עקספערימענט ווערט דורכגעפירט דורך אריינשטעלן א געוויסע מאס גאז אין א פארמאכטן קאנטעינער. ביז א גאנץ גוטן צוגאנג, האט ער געפונען אז אויב די גאז טעמפעראטור איז געהאלטן קאנסטאנט, דעמאלט ווען דער גאז דרוק איז געוואקסן, איז דער גאז פארנעם פארקלענערט געווארן. אזוי אויך, ווען דער גאז דרוק איז געפאלן, וואַקסט דער גאז פארנעם. גאז דרוק איז אינווערס פראפארציאנעל צו גאז פארנעם. די באציאונג איז באקאנט אלס בויל'ס געזעץ. מאטעמאטיש:

לייענען מער

די גאז געזעצן פון בויל, טשאַרלס געזעץ און גיי-לוסאַק גילטן נישט פֿאַר אַלע גאַז באַדינגונגען, אַזוי אונדזער אַנאַליז ווערט שווערער. דעריבער, פּרעזענטירט מיר דעם אידעאַלן גאַז מאָדעל. אידעאַלער גאַז עקזיסטירט נישט אין וואָכעדיקן לעבן; דער אידעאַלער גאַז איז די פּונקט פּערפֿעקטע פֿאָרעם צו פֿאַרלייכטערן אַנאַליז. די עקזיסטענץ פֿון דעם אידעאַלן גאַז באַגריף העלפֿט אונדז אויך טאַקע איבערקוקן די באַציִונג צווישן די דריי געזעצן פֿון גאַז.

די באַציִונג צווישן טעמפּעראַטור, באַנד און גאַז דרוק

דורך זיך באַצויגן צו די דריי גאַז געזעצן אויבן, קענען מיר אויספירן אַ מער אַלגעמיינע באַציִונג צווישן טעמפּעראַטור, וואָלומען און גאַז דרוק.

לייענען מער

די ספעציפישע אויסזאג פון דעם צווייטן געזעץ פון טערמאדינאמיק קען נישט באשרייבן אלע אומקערלעכע פראצעסן, ממילא דארפן מיר אן אלגעמיינע אויסזאג. די אלגעמיינע אויסזאג ווערט ערווארטעט צו דערקלערן אלע אומקערלעכע פראצעסן וואס פאסירן אין אוניווערס. די אלגעמיינע אויסזאג פון דעם צווייטן געזעץ פון טערמאדינאמיק איז געווארן פארמולירט אין מיטן ניינצנטן יארהונדערט, דורך א קוואנטיטעט גערופן ענטראפיע (S). ענטראפיע איז ערשט איינגעפירט געווארן דורך קלאוזיוס און איז געווארן פארמולירט פון דעם קארנאט ציקל (פערפעקטע קאלארישע מאטאר). לויט קלאוזיוס, ווערן ענטראפיע ענדערונגען דערפארן דורך א סיסטעם, ווען די סיסטעם באקומט צוגעלייגטע היץ (Q) ביי א קאנסטאנטע טעמפעראטור, וואס ווערט רעפרעזענטירט דורך דער גלייכונג:

לייענען מער

אַרטיקל וועגן קאָעפֿיציענט פֿון פאָרשטעלונג פֿון דער קילמאַשין

א קיל-מאשין איז א מאשין וואס נעמט היץ פון א נידעריג-טעמפעראטור ארט, און טראנספערירט עס דאן צו א הויך-טעמפעראטור געגנט. כדי דעם פראצעס זאל פאסירן, מוז די מאשין טון די ארבעט ווייל די היץ פליסט נאטירלעך פון הויכער טעמפעראטור צו נידעריגער טעמפעראטור. דאס איז לויט קלאַוזיוס'ס אויסזאג:

עס איז אוממעגלעך פאר א קיל-מאשין צו טראנספערירן היץ פון א נידעריג-טעמפּעראַטור אָרט צו א הויך-טעמפּעראַטור אָרט, אָן אַרבעט (צווייטער געזעץ פון טערמאָדִינאַמיק - קלאַוזיוס סטעיטמענט).

די מאַשין אַרבעט (W) צו איבערפירן היץ, פון נידעריקער טעמפּעראַטור (QL ₎ צו הויכער טעמפּעראַטור (QH ₎ . באַזירט אויף דער קאָנסערוואַציע פון ​​ענערגיע, QL ₊ W = _QH.

לייענען מער

כדי צו אויסגעפינען ווי אזוי צו פארגרעסערן די עפעקטיווקייט פון דער היץ מאטאר, האט א פראנצויזישער וויסנשאפטלער מיטן נאמען סאדי קארנאט (1796-1832) אויסגעפארשט אן אידעאלע טעארעטישע קאלארישע מאשין אין 1824. אין יענער צייט איז דער ערשטער געזעץ פון טערמאדינאמיק נאך נישט געווען פארמולירט, און אויך נישט דער צווייטער געזעץ פון טערמאדינאמיק. דער ערשטער געזעץ איז נאך נישט פארמולירט געווארן ווייל וויסנשאפטלער ווייסן נאך נישט אז היץ איז ענערגיע. נאכדעם וואס דזשול און זיינע קאלעגן האבן עקספערימענטירט אין די 1830ער יארן, האבן וויסנשאפטלער אנטדעקט אז היץ איז ענערגיע וואס באוועגט זיך צוליב טעמפעראטור אונטערשיידן. אזוי, דער ערשטער געזעץ פון טערמאדינאמיק איז פארמולירט געווארן נאך 1830. סאדי קארנאט האט אויסגעפארשט דעם טעארעטישן אידעאלן קאלארישן מאטאר אין 1824. זיין פארשונג איז טאקע געווען צו פארגרעסערן די עפעקטיווקייט פון דער דאמף מאטאר. רוב דאמף מאשינען פון יענער צייט זענען געווען ווייניגער עפעקטיוו.

לייענען מער