Notatki

Stany skupienia materii

1. Struktura i własności ciał stałych

W kryształach atomy/grupy atomów/cząsteczki są ułozone w ten sposób, że ich ukłąd się powtarza. Tworzą przez to sieć krystaliczną.

1.1 Monokryształy

Monokryształ – ciało mające jednolitą strukturę wewnętrzną o określonej symetrii
Charakterystyczna cecha – anizotropia. Mówi ona o tym, że własności kryształu różnią się w zależności od jego kierunku.

1.2 Polikryształy

Polikryształ – ciało składające się z licznych małych kryształków zrośniętych przypadkowo pod różnymi kątami
Przez to losowe ustawienie, właściwości polikryształów są takie same we wszystkich kierunkach, dlatego nazywamy je izotropowymi. Większość spotykanych na codzień ciał stałych, to polikryształy.

(more…)

Moznemy wyciagnac wniosek, ze w przyrodzie istnieje kierunkowosc przemian. Pierwsza zasada nie pozwala dostrzec i okreslic tej kierunkowosci. Mowi o niej druga zasada termodynamiki:

Niemozliwy jest taki proces, ktorego jedynym rezultatem byloby samoistne rzekazywanie ciepla od ciala o nizszej do ciala o wyzszej temperaturze.

Pamietajmy o slowach jedynym rezultatem bo taki proces moze zachodzic, ale tylko wtedy gdy towarzyszy mu np. dodatkowa wlozona praca. Druga zasade sformulowac mozna takze: Niemozliwy jest proces, ktorego jedynym rezultatem bylaby zmiana ciepla pobranego ze zrodla ciepla na rownowazna mu prace. (pamietajmy, ze proces odwrotny jest ozliwy w przyrodzie, tzn calkowita zamiana pracy na cieplo) Cykl termodynamiczny, lub proces kolowy, to taki proces termodynamiczny, w ktorym energia wewnetrzna zamienia sie na mechaniczna za pomoca ciepla dostarczonego z paliwe do gazu roboczego, ktory rozprezajac sie wykonuje prace. Potem zostaje spowrotem sprezony i uklad wraca do poprzedniego stanu. Wykres zaleznosci p od V takiego cyklu, przedstawia krzywa zamknieta. Cykl wykonuje prace tylko wtedy, gdy pole powierzchni pod krzywa rozprezania gazu bedzie wieksze niz pole pod krzywa sprezania gazu. Jezeli uklad dziala odwrotnie, wtedy zamiast silnikiem cieplnym, jest maszyna chlodzaca, ktora kosztem pracy W przekazuje cieplo z ciala o nizszej do ciala o wyzszej temperaturze.

(more…)

Ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1 kg substancji o 1 K nazywamy ciepłem właściwym:

c= 1/m * ΔQ/ΔT [J/(kg*K)]

molowe ciepło właściwe to ilość ciepła potrzebna do ogrzania jednego mola substancji o 1 K:

C = 1/n * ΔQ/ΔT [J/(mol*K)]

ciepło właściwe zależne jest od rodzaju procesu zachodzącego.
Praca, tak jak ciepło, nie jest postacią energii, tylko sposobem jej przekazywania. Praca, to każdy proces przekazywania energii z wyjątkiem procesu występującego na skutek różnicy temperatur.
Przy ruchu tłoka w cylindrze, gdy przemieszcza sie on o Δl praca wynosi:

ΔW=F*Δl
F=p*S więc ΔW=pSΔl, a S*Δl=ΔV więc
ΔW=pΔV

[wykres p(V)]
(more…)

1.Cisnienie
P=F_n/S [N/m²=Pa]
P=F_n/s=mg/s=ρVg/s=ρshq/s=ρgh
[kg/m²*m/s²*m=N/m²=Pa]
Naczynia polaczone:
(more…)

1.Moment bezwladnosci
dla kazdego punktu i i j ciala l_{i do j}=const
E_k=ω²/2*∑m_ir_i² <- tu moze byc blad!
I=∑m_ir_i² [kgm²] – jest to moment bezwladnosci bryly sztywnej wzgledem danej osi obrotu
E_k = Iω²/2
jesli promien jest staly, to
I=∑m_ir_i²=r²(∑m_i)

2.Moment sily
M^→= r^→ x F^→[Nm]

3.II zasada dynamiki dla ruchu obrotowego
a^→=F_w/m
ε^→= M^→/I
ε=M/I=rFnsin kata(r,F₁)/(1/2mr²)=rFnsin90/(1/2mr²)
=2Fn/mr
a=V_k-V_p/Δt=ω_kr-ω_pr/Δt=ω_k-ω_p/Δt *r=εr

4.Twierdzenie steinera
Moment bezwladnosci dla ciala i osi obrotu oddalonej o d od osi ciala wynosi:
I_0′=I₀+md²

Temat: Praca→α

Prace ozanczamy litera W.
W=|F^→| * |Δr^→| * cosα(F^→,Δr^→)

W=F * Δr
F=ma * Δr
W=m*(v_k-v_p)/Δt(v_pΔt+(v_k-v_p)/Δt*Δt²/2)
W=m*(v_kv_p-v_p²+(v_k²-2v_kv_p+v_p²)/2)
W=m*(-v_p²+v_k²/2+v_p²/2)
W=m(-v_p²/2+v_k²/2)
W=mv_k²/2-mv_p²/2
W=E_kkonc – E_kpocz = ΔE_k

Jesli v=const, ΔE_k=0
W=F_ciezkosci (h₁-h₂)*cos 0
W=mgh₁-mgh₂
E_k=mgh
W=E_kkonc-E_kpocz
W=ΔE_k
Q-cieplo
Q=E=W

Temat: Pęd

Pęd oznaczamy p^→
p^→=mv^→[kg*m/s]
a^→=F^→/m
Δv^→/Δt=F^→/m
Δv^→*m=F^→*Δt
(v_k^→-v_p^→)*m=F^→*Δt
mv_k^→-mv_p^→=F^→*Δt
p_k^→-p_p^→=F^→*Δt
Δp^→=F^→*Δt

Zasada zachowania pędu:
W układzie izolowanym mechanicznie, pęd całkowity układu (suma pędów ciał wchodzących w skład układu) jest stały.
Czyli: p_c^→=const, czyli Δp^→=0, czyli p_{c koncowy}=p_{c poczatkowy}

Przedstawienie trzeciej zasady dynamiki Newtona za pomocą zasady zachowania pędu:

Δp₁^→=F₂₁^→*Δt
Δp₂^→=F₁₂^→*Δt
Oba równania dodajemy stronami:
Δp₁^→+Δp₂^→=(F₂₁^→+F₁₂^→)Δt
F₂₁^→=-F₁₂^→
Δp^→=(-F₁₂^→+F₁₂^→)Δt
Δp^→=0*Δt
Δp^→=0

Temat: Tarcie

Na cialo spoczywajace, badz poruszajace is epo jakiejs powierzchni oddzialywuje sila tarcia. Ma ona przeciwny zwrot do zwrotu predkosci tego ciala.
Maksymalna wartosc tarcia statycznego T_smax = μ_s*N (wspolczynnik tarcia * sila nacisku)

Jakie musi byc minimalne nachylenie rowni pochylej zeby cialo na ktore oddzialywuje sila tarcia o wspolczynniku tarcia μ_si masie M zjechalo na dol?
T_smax=mgsinα
M*N=mgsinα
N=mgcosα (wiemy to z lekcji o rowni pochylej)
M*mgcosα=mgsinα
M=-sinα/cosα=tgα

Temat: Rownia pochyla

Na cialo na rowni pochylej odzialywuja rozne sily:
Sila Ciezkosci skierowana w dol – mg – rozdzielamy ja na dwie skladowe – prostopadla i rownolegla do powierzchni rowni (F_y i F_x
Sila Reakcji podloza skierowana prostopadle do powierzchni rowni pochylej (R)
Sila Tarcia (T)
F_x/mg=sinα
F_y/mg=cosα
F_y=F_n (sila nacisku)
R=F_y
R=mg*cosα
Jakie jest przyspieszenie klocka zjezdzjacego z rowni?
a=F_x/m=mg*sinα/m=g*sinα

Masa – jest to miara bezwładności ciała
Jeżeli dany układ odniesienia jest inercjalny, to każdy układ odniesienia, który względem niego spoczywa, lub porusza się ruchem jednostajnym tez jest układem inercjalnym.

(more…)