Vücudun iç enerjisinin nasıl değiştiğini gösteren tablo. İç enerjideki değişim

SICAKLIK VE ÖLÇÜMÜ.

[S]=J. S=DU.

TERMAL PROSESLER.

Erime ve kristalleşme.

Aynı madde, belirli koşullar altında, toplu haller olarak adlandırılan katı, sıvı ve gaz halinde olabilir.

KATI DURUMDAN SIVI HALDE GEÇİŞE ERİME denir. Erime, erime noktası adı verilen bir sıcaklıkta gerçekleşir. Maddelerin erime noktaları farklıdır çünkü onların yapısı farklıdır. Erime noktası tablo halindeki bir değerdir. Erime işlemi sırasında sıcaklık değişmez çünkü sağlanan ısı, katının kristal kafesinin tahrip edilmesi için harcanır.

ERİME SICAKLIĞINDAKİ 1 KG KATI BİR CADIN AYNI SICAKLIKTA SIVIYA DÖNÜŞTÜRÜLMESİ İÇİN GEREKLİ ISI MİKTARINA ÖZGÜR ERİME ISISI denir. [l]=J/kg.

KRİSTALLEŞME BİR MADDENİN SIVIDAN KATI HALDE GEÇİŞ SÜRECİDİR. Bir maddenin erime noktası kristalleşme sıcaklığına eşittir. Eritme işleminde olduğu gibi kristalleşme sırasında sıcaklık değişmez çünkü Kristalleşme sırasında, bir zamanlar gövdeyi eritmek için harcanan ısı açığa çıkar. Kristalleşen cismin sıcaklığını sabit tutar. Enerjinin korunumu yasasına uygun olarak kristalleşme sırasında açığa çıkan ısı miktarını hesaplarken erime sırasındaki formülün aynısı kullanılır. Isı transferinin yönünü göstermek için içine bir eksi işareti eklenir.

Buharlaşma ve yoğunlaşma.

BUHARLAŞMA, BİR MADDENİN SIVI DURUMDAN GAZ HALİNE GEÇİŞ SÜRECİDİR. Bir sıvının molekülleri birbirini çeker, dolayısıyla yalnızca yüksek kinetik enerjiye sahip en hızlı moleküller sıvının dışına uçabilir. Isı akışı yoksa buharlaşan sıvının sıcaklığı düşer. Buharlaşma hızı sıvının sıcaklığına, yüzey alanına, sıvının türüne ve yüzeyi üzerinde rüzgarın varlığına bağlıdır.

YOĞUNLAŞMA SIVILARIN BUHARLARA DÖNÜŞMESİDİR. Açık kapta buharlaşma hızı yoğunlaşma hızından fazladır. Kapalı bir kapta buharlaşma ve yoğunlaşma hızları eşittir.

Sıvı ısıtıldığında, sıvı içinde çözünmüş havanın salınımı kabın tabanında ve duvarlarında başlar. Bu kabarcıkların içinde sıvı buharlaşır. Arşimet kuvvetinin etkisi altında kabarcıklar kabın duvarlarından koparak yukarı doğru süzülür. Hala ısıtılmamış sıvıya girerler ve buhar yoğunlaşır. Baloncuklar çöküyor. Aynı zamanda karakteristik bir ses duyulur.

Sıvı ısındığında kabarcıklardaki buharın yoğunlaşması durur. Devam eden buharlaşma nedeniyle boyutu artan buhar kabarcığı, sıvının yüzeyine ulaşır, patlar ve içerdiği buharı atmosfere salar. Sıvı kaynıyor. Kaynama, SIVI HACMİNİN TAMAMI BOYUNCA OLUŞAN BUHAR OLUŞUMUDUR . Kaynama, sıvının türüne ve yüzeyi üzerindeki basınca bağlı olan, kaynama noktası adı verilen bir sıcaklıkta meydana gelir. Dış basınç azaldıkça sıvının kaynama noktası düşer. Kaynama işlemi sırasında sıvının sıcaklığı sabit kalır çünkü sağlanan enerji, sıvı moleküllerin karşılıklı çekiciliğinin üstesinden gelmek için harcanır.

1 KG SIVIYI AYNI SICAKLIKTA BUHARA DÖNÜŞTÜRMEK İÇİN GEREKLİ ISI MİKTARINA BUHAR OLUŞUMUNUN ÖZGÜRLÜK ISI'SI ADILANIR.

[L] = J/kg. Buharlaşmanın özgül ısısı farklı sıvılar için farklıdır ve sayısal değeri tablo halinde bir değerdir. Bir sıvının buharlaşması için gereken ısı miktarını hesaplamak için, bu sıvının özgül buharlaşma ısısı, buharlaşan sıvının kütlesi ile çarpılmalıdır.

Buhar yoğunlaştığında, buharlaşması için harcananla aynı miktarda ısı açığa çıkar. Kaynama noktasına eşit bir yoğunlaşma sıcaklığında yoğun buhar yoğunlaşması meydana gelir.

Yakıt yanması. YAKITIN ÖZGÜRLÜK YANMA ISI - 1 KG YAKITIN TAMAMEN YANMASI DURUMUNDA ORTAYA ÇIKAN ISI MİKTARI . [q]=J/kg. Diğer tüm spesifik değerler gibi, yakıtın spesifik yanma ısısı da tablo halinde bir değerdir. Yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarını hesaplamak için, yakıtın özgül yanma ısısı yakıtın kütlesi ile çarpılmalıdır.

Yakıtın yanması geri dönüşü olmayan bir süreçtir, yani. yalnızca tek yönde akar.

COULLOMB YASASI.

Nokta yükü, belirli koşullar altında boyutu ve şekli ihmal edilebilecek bir cisim üzerinde bulunan bir yüktür. Sabit nokta yüklerinin etkileşimi yasası, 1785 yılında C. Coulomb tarafından burulma dengeleri kullanılarak deneysel olarak bulundu.

Burulma terazisi, uçlarına küçük iletken toplar tutturulmuş, biri deneyde yer almayan, yalnızca karşı ağırlık görevi gören, hafif yalıtımlı bir kiriştir. Salıncak ince elastik bir iplik üzerine asılır. Benzer şekilde yüklü üçüncü bir top, cihazın kapağından içeriye düşürülür. Külbütör toplarından biri, yerleştirilen topa çekilir. Bu durumda ücret aralarında yarıya bölünür, yani. topların yükleri aynı isimde ve eşit büyüklükte olacaktır. Toplar birbirini itecek. Bilyalar arasındaki etkileşimin kuvveti ipliğin bükülme açısıyla ölçülür. Üçüncü topun cihazdan çıkarılması ve şarjın kaldırılmasıyla şarj miktarı değiştirilebilir. Cihaza yerleştirildikten ve yüklerin yeni bir şekilde ayrılmasından sonra, orijinal yükün yarısı toplarda kalacaktır. Yüklerin büyüklüğünü ve aralarındaki mesafeleri değiştirerek Coulomb şunu tespit etti: NOKTA YÜKLERİN ETKİLEŞİM KUVVETİ, YÜKLERİN MODÜLLERİYLE DOĞRU ORANTILI VE ARASINDAKİ MESAFENİN KARESİ İLE TERS ORANTILIDIR . Noktasal yükler, bu özel durumda boyutu ve şekli ihmal edilebilecek cisimler üzerinde bulunan yüklerdir.

F ~q 1 , F~q 2 , F~1/r 2 Ş F~½q 1 ½½q 2 ½/r 2 .

Ek olarak, boşluktaki yükler arasındaki etkileşim kuvvetinin herhangi bir dielektrik ortamdan daha büyük olduğu bulunmuştur. Bir boşluktaki yükler arasındaki etkileşim kuvvetinin belirli bir ortamdakinden kaç kat daha büyük olduğunu gösteren miktara ortamın dielektrik sabiti denir. Ortamın dielektrik sabiti tablo halinde bir değerdir.

e = F in /F. [e] = 1.

Coulomb kanunundaki k = 9 * 1O 9 Nm 2 / C 2 orantı katsayısının, her biri 1 C'lik iki nokta yükünün 1 m mesafede bir boşlukta etkileşime gireceği kuvvet olduğu deneysel olarak tespit edilmiştir.

F = k |q 1 | |q 2 |/ er 2 .

Coulomb kanunu yüklü toplar için de geçerlidir. Bu durumda r, merkezleri arasındaki mesafe olarak anlaşılır.

BİR DEVRE BÖLÜMÜ İÇİN OHM YASASI.

İletkenin uçlarındaki potansiyel farkının artması, içindeki akım gücünün artmasına neden olur. Ohm, bir iletkendeki akım gücünün, iletken üzerindeki potansiyel farkla doğru orantılı olduğunu deneysel olarak kanıtladı.

Farklı tüketiciler aynı elektrik devresine bağlandığında, içlerindeki akım gücü farklıdır. Bu, farklı tüketicilerin elektrik akımının kendilerinden geçişini farklı şekillerde engellediği anlamına gelir. BİR İLETKENİN, ELEKTRİK AKIMININ İÇİNDEN GEÇİŞİNİ ÖNLEME YETENEĞİNİ ÖZELLİKLENDİREN FİZİKSEL BİR MİKTAR ELEKTRİK DİRENCİ olarak adlandırılmaktadır. . Belirli bir iletkenin direnci, sabit sıcaklıkta sabit bir değerdir. Sıcaklık arttıkça metallerin direnci artar, sıvıların direnci azalır. [R] = Ohm. 1 Ohm, uçlarında 1 V potansiyel farkı olan 1 A akımın aktığı bir iletkenin direncidir. Metal iletkenler en sık kullanılır. İçlerindeki mevcut taşıyıcılar serbest elektronlardır. Bir iletken boyunca hareket ederken, kristal kafesin pozitif iyonlarıyla etkileşime girerek enerjilerinin bir kısmını onlara verir ve hızlarını kaybederler. Gerekli direnci elde etmek için bir direnç şarjörü kullanın. Direnç deposu, istenen kombinasyonda bir devreye dahil edilebilecek, bilinen dirençlere sahip bir dizi tel spiraldir.

Ohm bunu deneysel olarak kanıtladı DEVRENİN HOMOJEN BİR BÖLÜMÜNDEKİ AKIM GÜCÜ, BU BÖLÜMÜN SONLARINDAKİ POTANSİYEL FARKLA DOĞRU ORANTILI, BU BÖLÜMÜN DİRENCİYLE TERS ORANTILIDIR.

Bir devrenin homojen bir bölümü, içinde akım kaynaklarının bulunmadığı bir bölümdür. Bu, bir devrenin homojen bir bölümü için Ohm yasasıdır; tüm elektrik hesaplamalarının temelidir.

Farklı uzunluklarda, farklı kesitlerde, farklı malzemelerden yapılmış iletkenler de dahil olmak üzere aşağıdakiler bulunmuştur: BİR İLETKENİN DİRENCİ İLETKENİN UZUNLUĞUYLA DOĞRU, KESİT ALANIYLA TERS ORANTILIDIR. BİR MADDENDEN YAPILMIŞ KENARI 1 METRE OLAN BİR KÜPÜN AKIMIN ZIT YÜZEYLERİNE DİK GİDERSE DİRENCİNE BU MADDENİN ÖZGÜRLÜK DİRENCİ DİLİR. . [r] = Ohm m Sistem dışı bir direnç birimi sıklıkla kullanılır - kesit alanı 1 mm2 ve uzunluğu 1 m olan bir iletkenin direnci. M.

Bir maddenin özgül direnci tablo halindeki bir değerdir. Bir iletkenin direnci, direnciyle orantılıdır.

Kaydırıcı ve kademeli reostatların hareketi, iletken direncinin uzunluğuna bağımlılığına dayanır. Kaydırıcı reosta, etrafına nikel tel sarılmış seramik bir silindirdir. Reostat, devrede daha büyük veya daha küçük bir sarım uzunluğu içeren bir kaydırıcı kullanılarak devreye bağlanır. Tel, dönüşleri birbirinden yalıtan bir ölçek tabakası ile kaplanmıştır.

A) TÜKETİCİLERİN SERİ VE PARALEL BAĞLANTISI.

Genellikle birkaç akım tüketicisi bir elektrik devresine dahil edilir. Bunun nedeni her tüketicinin kendine ait bir akım kaynağına sahip olmasının rasyonel olmamasıdır. Tüketicileri bağlamanın iki yolu vardır: seri ve paralel ve bunların kombinasyonları karışık bağlantı şeklinde.

a) Tüketicilerin seri bağlantısı.

Seri bağlantıyla tüketiciler, tüketicilerin birbiri ardına bağlandığı sürekli bir zincir oluşturur. Seri bağlantıda bağlantı kablolarının dalları yoktur. Basitlik açısından, seri bağlı iki tüketiciden oluşan bir devreyi ele alalım. Tüketicilerden birinden geçen elektrik yükü ikincisinden de geçecektir, çünkü Tüketicileri birbirine bağlayan iletkende yüklerin kaybolması, ortaya çıkması veya birikmesi olamaz. q=q 1 =q 2 . Ortaya çıkan denklemi akımın devreden geçtiği zamana bölerek, tüm bağlantı boyunca akan akım ile bölümlerinden akan akımlar arasında bir ilişki elde ederiz.

Açıkçası, tek bir pozitif yükü bileşik boyunca hareket ettirme işi, bu yükü tüm bölümleri boyunca hareket ettirme işinden oluşur. Onlar. V=V1+V2(2).

Seri bağlı tüketiciler arasındaki toplam potansiyel fark, tüketiciler arasındaki potansiyel farkların toplamına eşittir.

Denklemin (2) her iki tarafını da devredeki akıma bölersek şunu elde ederiz: U/I=V 1 /I+V 2 /I. Onlar. seri bağlı bölümün tamamının direnci, bileşenlerinin gerilimlerinin dirençlerinin toplamına eşittir.

B) Tüketicilerin paralel bağlantısı.

Bu, tüketicileri etkinleştirmenin en yaygın yoludur. Bu bağlantı ile tüm tüketiciler, tüm tüketiciler için ortak olan iki noktaya bağlanır.

Paralel bir bağlantıdan geçerken, devreden akan elektrik yükü birkaç parçaya bölünerek bireysel tüketicilere gider. Yükün korunumu kanununa göre q=q 1 +q 2. Bu denklemi şarj geçiş süresine bölerek devreden akan toplam akım ile bireysel tüketicilerden akan akımlar arasında bir ilişki elde ederiz.

Potansiyel fark tanımına göre V=V 1 =V 2 (2).

Devrenin bir bölümü için Ohm yasasına göre, denklem (1)'deki akım güçlerini, potansiyel farkın dirence oranıyla değiştiririz. Şunu elde ederiz: V/R=V/R 1 +V/R 2. İndirgemeden sonra: 1/R=1/R1 +1/R2 ,

onlar. paralel bir bağlantının direncinin karşılığı, bireysel dallarının dirençlerinin tersinin toplamına eşittir.

KIRCHHOFF'UN KURALLARI.

Kirchhoff kuralları dallanmış elektrik devrelerini hesaplamak için kullanılır.

Bir devrede üç veya daha fazla iletkenin kesiştiği noktaya düğüm adı verilir. Yükün korunumu kanununa göre düğüme giren ve çıkan akımların toplamı sıfıra eşittir. I = O. (Kirchhoff'un ilk kuralı). DÜĞÜMDEN GEÇEN AKIMLARIN CEBİRSEL TOPLAMI SIFIR'A EŞİTTİR.

Düğüme giren akım pozitif kabul edilir ve düğümü negatif bırakır. Devrenin bölümlerindeki akımların yönleri keyfi olarak seçilebilir.

Denklem (2)'den şu sonuç çıkıyor: HERHANGİ BİR KAPALI DÖNGÜ ATLANIRKEN, GERİLİM DÜŞÜMÜNÜN CEBİRSEL TOPLAMLARI BU DEVREDEKİ EMF'NİN CEBİRSEL TOPLAMINA EŞİTTİR , - (Kirchhoff'un ikinci kuralı).

Konturu geçme yönü keyfi olarak seçilir. Devrenin bir bölümündeki voltajın, bu bölümdeki akımın yönü devreyi bypass etme yönü ile çakışıyorsa pozitif olduğu kabul edilir. Devrenin etrafından dolaşırken kaynak negatif kutuptan pozitif kutba geçerse EMF pozitif kabul edilir.

Zincirde m düğüm varsa, ilk kural kullanılarak m - 1 denklem oluşturulabilir. Her yeni denklem en az bir yeni öğe içermelidir. Kirchhoff kurallarına göre derlenen toplam denklem sayısı, düğümler arasındaki bölüm sayısıyla örtüşmelidir; akım sayısı ile.

KALICI MIKNATISLAR.

İçine bir demir çekirdek yerleştirildiğinde solenoidin manyetik alanının güçlendirilmesi, manyetik alandaki demirin mıknatıslanması ve bobinin manyetik alanı üzerine bindirilen manyetik alanının onu güçlendirmesinden kaynaklanmaktadır. Demir, nikel, kobalt, gadolinyum ve bunların bileşiklerini de içeren oldukça manyetik bir malzemedir. Demir çekirdeğin mıknatıslanması, bobinden çıkarıldıktan sonra bile korunur. Manyetik özelliklerini koruyan bir gövdeye kalıcı mıknatıs denir. Her kalıcı mıknatısın iki kutbu vardır; kuzey ve güney. Bunlar mıknatıs üzerinde manyetik alanın en büyük olduğu yerlerdir. Mıknatısların kutupları birbirini ittiği gibi, zıt kutuplar da birbirini çeker. Kalıcı mıknatısların alan konfigürasyonu demir talaşları kullanılarak kolaylıkla incelenebilir.

Doğal olarak mıknatıslanmış demir veya demir cevheri parçaları, Antik Çin'de, kendisi de büyük bir kalıcı mıknatıs olan Dünya'ya yönlendirmek için zaten kullanılıyordu. Dünyanın güney manyetik kutbu, kuzey coğrafi kutbunun bölgesinde yer alır ancak onunla çakışmaz, kuzey manyetik kutbu, güney coğrafi kutbunun alanındadır. Manyetik kutupların konumu sabit değildir. Buna ek olarak, Dünya'nın tortul kayalarının analizi, Dünya'nın manyetik alanının sürekli olarak kutupsallığını değiştirdiğini göstermektedir. Dünyanın manyetik alanı, üzerindeki tüm yaşam için büyük bir rol oynuyor çünkü... bizi dış uzaydan, çoğunlukla da Güneş'ten Dünya'ya uçan hızlı parçacık akışından korur. Bu akış değiştiğinde, Dünya'da manyetik fırtınalar gözlemlenir - Dünyanın manyetik alanında kısa süreli değişiklikler, radyo iletişiminin bozulmasına ve manyetik iğnelerin konumunda sapmalara neden olur.

MANYETİK AKIM ALANI.

1820'de Oersted, içinden elektrik akımı geçen bir iletkenin yanına yerleştirilen manyetik iğnenin, ekseninin bu iletkeni çevreleyen daireye teğet olacak şekilde döndüğünü keşfetti.

Aynı yıl Ampere, iletkenlerin akımla etkileşimini keşfetti ve bu etkileşimin uyduğu yasayı buldu. Akım taşıyan bir iletkenin manyetik bir iğne üzerindeki etkisi ve akım taşıyan iletkenlerin etkileşimi, akım taşıyan bir iletkenin kendisini çevreleyen boşlukta manyetik bir iğne tarafından algılanan bir manyetik alan oluşturmasıyla açıklanabilir veya başka bir akım taşıyan iletken.

Manyetik alan, hareketli elektrik yükleri (akım) tarafından oluşturulan ve hareketli elektrik yükleri (akım) üzerindeki etkisiyle tespit edilen özel bir madde türüdür. Manyetik alan uzayda ışık hızında yayılır. Onu yaratan akımdan uzaklaştıkça azalır. Manyetik alanın enerjisi vardır.

Manyetik alanları incelemek için, manyetik çizgileri kullanarak manyetik alanları grafiksel olarak temsil etmenin uygun bir yolunun bulunduğu küçük manyetik iğneler kullanılır. Manyetik çizgi, manyetik alandaki küçük manyetik iğnelerin eksenlerinin bulunduğu çizgidir. Manyetik çizgilerin görünümü, kartonun üzerine serpiştirilen ve manyetik alana gönderilen küçük demir talaşları kullanılarak kolayca belirlenir. Bu durumda alanda mıknatıslanan talaş, manyetik çizgiler boyunca zincirler halinde düzenlenir. Bu çizgilerin yönü, manyetik iğnenin kuzey kutbunun göstereceği yön olarak alınmıştır.

Akım taşıyan düz bir iletkenin manyetik çizgileri, merkezi akım taşıyan iletken olan dairelerdir. Çizgilerin yönü burgu kuralıyla belirlenir: jiletin (sağ vida) öteleme hareketi iletkendeki akımın yönüyle çakışırsa, jilet sapının dönme hareketinin yönü jiletin yönü ile çakışır. manyetik çizgiler.

Akım taşıyan bir bobinin (solenoid) manyetik çizgileri, bobinin dönüşlerini çevreleyen kapalı eğrilerdir. Bu çizgilerin yönü aşağıdaki kuralla kolayca belirlenebilir: Bobini sağ elinizle bükülmüş parmaklar içindeki akım boyunca yönlendirilecek şekilde alırsanız, o zaman bükülmüş başparmak manyetik çizgilerin yönünü gösterecektir. bobinin ekseni.

Akım taşıyan bir bobin, kalıcı şerit mıknatısa benzer bir elektromıknatıstır. Bir bobinin manyetik alanı, sarım sayısı ve içindeki akım arttıkça artar. Manyetik alanı arttırmak için bobine bir demir çekirdek yerleştirilir. Manyetik çizgilerin bobinden çıktığı yer elektromıknatısın kuzey kutbu, girdiği yer ise güney kutbudur.

Elektromıknatıslar, teknolojide hem ağır demir parçaları, demir hurdalarını hareket ettirmek hem de birçok elektrik ve radyo mühendisliği cihazında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bir manyetik alan, içinde bulunan akım taşıyan bir iletkene bir miktar kuvvetle etki eder. Bu kuvvete Amper kuvveti denir ve doğrudan iletkenin uzunluğuna ve içindeki akım gücüne bağlıdır. Aynı zamanda alanın büyüklüğüne ve iletkenin konumuna da bağlıdır. Amper kuvvetinin yönü sol el kuralıyla belirlenir: Sol el, manyetik çizgiler avuç içine girecek şekilde manyetik bir alanda konumlandırılmışsa ve dört uzatılmış parmak akımın yönünü gösteriyorsa, o zaman bükülmüş başparmak gösterecektir. kuvvetin yönü.

Manyetik alanın akım taşıyan bir iletken üzerindeki etkisi elektrik motorlarında kullanılır. Bir DC elektrik motoru, sabit bir parçadan (stator) ve hareketli bir parçadan (rotor) oluşur. Stator yuvalarına bir manyetik alan oluşturan bir bobin yerleştirilir. Rotor, kayan kontaklar - fırçalar kullanılarak akımın sağlandığı birçok dönüşlü bir bobindir. Manyetik alanı arttırmak için rotor ve stator, birbirinden yalıtılmış transformatör çelik saclarından yapılmıştır. Rotor Amper kuvveti tarafından tahrik edilir. Sabit dönüşü korumak için, rotor sargısındaki akımın yönü, en basit durumda fırçalarla temas halinde olan iki yarım halka olan bir komütatör yardımıyla periyodik olarak değişir. Rotor hareket ettikçe fırça bir yarım halkadan diğerine hareket ederek rotor bobinindeki akımın yönünü değiştirir. Bu ona, akıntı tekrar yön değiştirdiğinde yarım tur daha dönme fırsatı verir.

Çünkü Elektrik motorlarının verimliliği (%98'e kadar) termik motorlardan çok daha yüksektir, bu nedenle elektrik motorları ulaşımda, fabrikalarda vb. yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrik motorları kompakttır, çevreyi kirletmez ve kontrol edilmesi kolaydır.

OPTİK CİHAZLAR.

Kamera.

Kamera iki ana parçadan oluşur: ışık geçirmez kamera ve lens. En basit durumda, yakınsak bir mercek mercek görevi görebilir. Görüntünün fotoğrafın tüm alanı boyunca yüksek kalitede olması için, modern kameraların lensleri, genellikle yakınsak lens rolünü oynayan karmaşık bir lens sistemidir. Kamera merceği, ışığa duyarlı bir katmanla kaplanmış fotoğraf filmi üzerinde, fotoğrafı çekilen nesnenin gerçek, ters ve kural olarak küçültülmüş bir görüntüsünü üretir. Kamera ince bir lens formülü kullanır. Bir nesnenin net (keskin) görüntüsünü elde etmek için kamera merceği hareketli hale getirilir. Lensin hareket ettirilmesiyle gerekli görüntü netliği elde edilir. Fotoğrafı çekilen nesneler aynı anda kameraya farklı uzaklıklarda olabilir. Alan derinliği, mercek penceresinin açıklık tarafından kısmen engellenmesine izin verilerek elde edilir. Lens penceresi ne kadar küçük olursa, kameradan farklı mesafelerdeki nesneler resimde o kadar net olur.

Fotoğraf çekerken kamera merceği, pozlama süresi adı verilen kısa bir süre için otomatik olarak açılır. Görüntüyü görünür hale getirmek için film özel bir çözümle geliştirilir ve sabitlenir. Ortaya çıkan görüntüye negatif denir çünkü Üzerinde ters ışık iletimi gözlenir. Filmin daha fazla ışığın düştüğü kısımları daha karanlıktır ve bunun tersi de geçerlidir. Bir fotoğraf (pozitif) elde etmek için, elde edilen görüntü bir fotoğraf büyütücü kullanılarak fotoğraf kağıdına yansıtılır. Kağıt daha sonra geliştirilir ve iyileştirilir.

Modern kameralar renkli ve hatta üç boyutlu görüntüler üretebilmektedir. Bazı cihazlar anında hazır bir fotoğraf üretir. Fotoğrafın gelişimi sinemaya dönüştü.

Fotoğrafçılık bilimsel amaçlar, teknoloji, adli tıp vb. amaçlarla yaygın olarak kullanılmaktadır. Bizi tarihi olayların tanığı yapabilir. Sanat fotoğrafçılığı yaygındır.

Projeksiyon aparatı.

Projeksiyon aparatı, perdede cisimlerin gerçek, büyütülmüş, ters görüntüsünü elde etmek için kullanılır. İletilen ışıkta bir görüntü elde edilirse (fotoğraf ve film, cam üzerindeki görüntü), o zaman cihaza diaskop, yansıyan ışıkta ise episkop denir. Bu cihazların bir kombinasyonu sıklıkla kullanılır - bir epidiaskop. Diaskop bir ışık kaynağı, bir yoğunlaştırıcı ve bir objektif merceğinden oluşur. Ekranın aydınlatmasını arttırmak için genellikle ışık kaynağının arkasına bir veya daha fazla ayna yerleştirilir. Bir yoğunlaştırıcı (iki düz dışbükey mercek), kaynaktan ayrılan ışığı merceğe yönlendirir. En basit mercek yakınsak bir mercek olabilir. Ekranda görüntüsü alınması gereken nesne, yoğunlaştırıcı ile mercek arasına yerleştirilir. Görüntü netliği merceğin hareket ettirilmesiyle elde edilir.

Fotoğraf büyütücüler, filmoskoplar, film kameraları, tepegözler projeksiyon cihazlarıdır.

Göz. Gözlük.

Gözün yapısı kameraya benzer. Şunlardan oluşur: sklera - gözü mekanik hasarlardan koruyan gözün dış kısmı; kornea - skleranın ön şeffaf kısmı; içinde değişken çaplı bir delik bulunan iris - gözbebeği; mercek - bikonveks mercek; gözün hacmini dolduran vitreus mizahı; retina - beyne bilgi ileten sinir uçları. Kornea ile mercek arasındaki boşluk, esas olarak ışığı kıran sulu bir sıvıyla doludur. Göz, ince bir mercek formülü üzerinde çalışır. Çünkü Nesneler göze farklı uzaklıklarda konumlandırılabilir, daha sonra net bir görüntü elde etmek için göz kasları yardımıyla merceğin eğriliği değiştirilebilir. Gözün kendisinden farklı mesafelerde bulunan nesnelerin net görüntüsünü verebilme yeteneğine akomodasyon denir. Gözün nesnelerin küçük ayrıntılarını çok fazla zorlanmadan görmesine izin verdiği mesafeye en iyi görme mesafesi denir. Sağlıklı bir göz için 25 cm'ye eşittir.Akomodasyon sınırı yaklaşık 12 cm'dir.Alan derinliği gözbebeğinin alanına göre belirlenir. Retina, siyah beyaz görüntüler üreten çubuklardan ve renkli görüntüler üreten konilerden oluşur. Retinadaki görüntü gerçektir, indirgenmiştir, terstir. Üç boyutlu görme iki gözle sağlanır.

Gözün oluşturduğu görüntü retinanın önünde bulunuyorsa bu duruma miyop denir. Miyop bir kişi, bir nesneye bakmak için onu gözlerine yaklaştırır ve göz kaslarını kuvvetli bir şekilde zorlar. Miyopi, farklı merceklere sahip gözlük takılarak düzeltilir. Uzak görüşlü göz, retinanın arkasında bir görüntü oluşturur. Uzak görüşlülük, yakınsak lensli gözlük takılarak düzeltilir. Gözlük kullanmadığınız takdirde hem miyop hem de uzak görüşlülüğün ilerleyeceği unutulmamalıdır, çünkü Çalışırken göz kasları aşırı gerilecektir.

SICAKLIK VE ÖLÇÜMÜ.

Termal olayların incelenmesi kaçınılmaz olarak vücutların ısınma derecesini - sıcaklığı - karakterize eden bir değer vermek zorundaydı. Cisimler temas ettiğinde moleküllerin etkileşimi sonucunda ortalama kinetik enerjileri eşitlenir. Sıcaklık moleküllerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Isıl işlemlerin yönünü gösterir çünkü enerji kendiliğinden daha fazla ısıtılmış cisimlerden daha az ısıtılmış olanlara aktarılır, yani. Daha yüksek sıcaklıktaki cisimlerden daha düşük sıcaklıktaki cisimlere. Sıcaklık termometrelerle ölçülür. Sıcaklık ölçümü, temas halindeki cisimler arasında termal dengenin kurulmasına dayanır. Uygulamada en yaygın olarak kullanılanlar, ısıtıldığında bir sıvının (cıva veya alkol) hacmindeki değişikliği kullanan sıvı termometrelerdir. Sıvı genişledikçe, altında bir ölçeğin bulunduğu bir cam tüpten yükselir. Celsius tarafından önerilen uluslararası pratik sıcaklık sistemindeki referans noktaları (yani sıcaklık ölçeğinin dayandığı noktalar), buzun erime noktası (O 0 C) ve suyun kaynama noktasıdır (1OOS0oTC). Terazide bu noktalar arasındaki mesafe 100 eşit parçaya bölünür. Çünkü Bir sıvının genleşmesi farklı sıcaklık aralıklarında farklı olduğundan, sıvı termometresi yalnızca referans sıcaklıklarının doğru ölçümünü garanti eder. Sabit basınçta gaz hacminin sıcaklığa bağımlılığını veya sabit hacimde gaz basıncının sıcaklığa bağımlılığını kullanan gaz termometreleri daha doğrudur. Termometreler ayrıca iletkenlerin ve yarı iletkenlerin elektriksel direncinin sıcaklığa bağımlılığını da kullanabilir.

İÇ ENERJİ VE ONU DEĞİŞTİRMENİN YOLLARI.

Her vücut çok sayıda molekülden oluşur. Vücuttaki moleküller sürekli hareket halinde olduğundan kinetik enerjiye sahiptirler. Katı ve sıvı cisimlerin molekülleri birbirleriyle etkileşime girer, bu da onların potansiyel enerjiye sahip olduğu anlamına gelir. VÜCUTUNU OLUŞTURAN MOLEKÜLLERİN KİNETİK VE POTANSİYEL ENERJİLERİNİN TOPLAMINA İÇ ENERJİ denir. [U]=J İç enerji aynı zamanda atomları oluşturan parçacıkların enerjisini de içerir.

Bir vücudun iç enerjisi çeşitli termal işlemler sırasında değişebilir. Yani örneğin ısıtıldığında moleküllerin hareket hızı ve dolayısıyla kinetik enerjileri artar. Bir cisim ısıtıldığında hacmi artar, moleküller arasındaki mesafeler değişir ve dolayısıyla etkileşimlerinin potansiyel enerjisi de değişir. İç enerjideki değişiklik vücut sıcaklığındaki değişiklikle değerlendirilebilir. Bir cismin sıcaklığı arttıkça iç enerjisi artar.

İç enerji temelde iki farklı şekilde değiştirilebilir.

1. Bir cisim üzerinde iş yapılırsa ısınır; iç enerjisi artar. Vücudun kendisi dış cisimler üzerinde iş yaparsa iç enerjisi azalır. A=DU.

2. İç enerji ısı transferi ile de değiştirilebilir. ISI TRANSFERİ VEYA ISI DEĞİŞİMİ, İÇ DEĞİŞTİRME SÜRECİDİR İŞ YAPMADAN ENERJİ. Böylece sıcak sobanın üzerinde duran su ısıtıcısı, ısı transferi yoluyla enerji alır.

Üç tür ısı transferi vardır: termal iletkenlik - etkileşimleri sırasında moleküller arasında enerji alışverişi yaparak enerjinin transferi; konveksiyon - ısıtılmış sıvı veya gaz akışlarıyla enerjinin aktarımı; radyasyon - enerjinin elektromanyetik dalgalar yoluyla aktarılması. Ayrıca, ikinci tip ısı transferi, cisimlerin doğrudan temasını veya aralarında herhangi bir maddenin bulunmasını gerektirmez.

Isı transferi sırasında aktarılan termal enerjinin ölçüsü ISI MİKTARI, bir cismin ISI TRANSFERİ SIRASINDA ALDIĞI VEYA VAZGEÇTİĞİ İÇ ENERJİNİN PARÇASIDIR. [S]=J. S=DU.

TERMAL PROSESLER.

Pratik sorunları çözmek için önemli bir rol oynayan iç enerjinin kendisi değil, değişimidir Δ sen = sen 2 - sen 1. İç enerjideki değişim, enerjinin korunumu yasalarına göre hesaplanır.

Bir vücudun iç enerjisi iki şekilde değişebilir:

1. Tamamlandığında mekanik iş.

a) Bir dış kuvvet cismin deformasyonuna neden olursa, o zaman onu oluşturan parçacıklar arasındaki mesafeler değişir ve dolayısıyla parçacıkların etkileşiminin potansiyel enerjisi değişir. Elastik olmayan deformasyonlar sırasında ayrıca vücut ısısı da değişir; parçacıkların termal hareketinin kinetik enerjisi değişir. Ancak bir cisim deforme olduğunda, cismin iç enerjisindeki değişimin bir ölçüsü olan iş yapılır.

b) Bir cismin başka bir cisimle esnek olmayan çarpışması sırasında iç enerjisi de değişir. Daha önce gördüğümüz gibi cisimlerin esnek olmayan çarpışması sırasında kinetik enerjileri azalır, iç enerjiye dönüşür (örneğin, örs üzerinde duran bir tele çekiçle birkaç kez vurursanız tel ısınır). Bir cismin kinetik enerjisindeki değişimin ölçüsü, kinetik enerji teoremine göre etki eden kuvvetlerin işidir. Bu çalışma aynı zamanda iç enerjideki değişikliklerin bir ölçüsü olarak da hizmet edebilir.

c) Sürtünmenin etkisi altında bir cismin iç enerjisinde bir değişiklik meydana gelir, çünkü deneyimlerden bilindiği gibi sürtünmeye her zaman sürtünme cisimlerinin sıcaklığındaki bir değişiklik eşlik eder. Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, iç enerjideki değişimin bir ölçüsü olabilir.

2. Kullanma ısı değişimi. Örneğin bir cisim bir ocağın alevine konulursa sıcaklığı değişecek, dolayısıyla iç enerjisi de değişecektir. Ancak burada herhangi bir çalışma yapılmadı çünkü ne vücudun ne de parçalarının görünür bir hareketi yoktu.

Bir sistemin iç enerjisinde iş yapılmadan meydana gelen değişime denir. ısı değişimi(ısı transferi).

Üç tür ısı transferi vardır: iletim, konveksiyon ve radyasyon.

A) Isı iletkenliği vücut parçacıklarının termal kaotik hareketinin neden olduğu, vücutlar (veya bir vücudun parçaları) arasında doğrudan temas sırasında ısı alışverişi sürecidir. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, katı bir cismin moleküllerinin titreşim genliği de o kadar büyük olur. Gazların termal iletkenliği, çarpışmaları sırasında gaz molekülleri arasındaki enerji alışverişinden kaynaklanmaktadır. Sıvılarda her iki mekanizma da çalışır. Bir maddenin ısıl iletkenliği katı halde maksimum, gaz halinde minimumdur.

B) Konveksiyon sıvı veya gazın ısıtılan akışıyla kapladıkları hacmin bazı alanlarından diğerlerine ısı transferini temsil eder.

c) Isı alışverişi radyasyon elektromanyetik dalgalar aracılığıyla uzaktan gerçekleştirilir.

İç enerjiyi değiştirmenin yollarını daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Isı miktarı

Bilindiği gibi çeşitli mekanik işlemler sırasında mekanik enerjide bir değişiklik meydana gelir. K. Mekanik enerjideki değişimin bir ölçüsü sisteme uygulanan kuvvetlerin işidir:

Isı değişimi sırasında vücudun iç enerjisinde bir değişiklik meydana gelir. Isı transferi sırasında iç enerjideki değişimin bir ölçüsü ısı miktarıdır.

Isı miktarıısı transferi sırasında iç enerjideki değişimin bir ölçüsüdür.

Dolayısıyla hem iş hem de ısı miktarı enerjideki değişimi karakterize eder, ancak iç enerjiyle aynı değildir. Sistemin durumunu (iç enerjinin yaptığı gibi) karakterize etmezler, ancak durum değiştiğinde ve sürecin doğasına önemli ölçüde bağlı olduğunda enerjinin bir türden diğerine (bir vücuttan diğerine) geçiş sürecini belirlerler.

İş ve ısı arasındaki temel fark şudur:

§ iş, enerjinin bir türden diğerine (mekanikten içe) dönüşümüyle birlikte, bir sistemin iç enerjisini değiştirme sürecini karakterize eder;

§ ısı miktarı, enerji dönüşümleri eşlik etmeden, iç enerjinin bir vücuttan diğerine (daha fazla ısıtılmıştan daha az ısıtılmışa) aktarım sürecini karakterize eder.

§ Isı kapasitesi sıcaklığı 1°C değiştirmek için tüketilen ısı miktarıdır. Daha kesin bir tanıma göre, ısı kapasitesi- aşağıdaki ifadeyle belirlenen termodinamik miktar:

§ nerede Δ Q- Sisteme verilen ve sıcaklığının Delta T kadar değişmesine neden olan ısı miktarı; Sonlu fark oranı Δ Q/ΔТ ortalama olarak adlandırılır ısı kapasitesi, sonsuz küçük miktarların oranı d Q/dT- doğru ısı kapasitesi. d'den beri Q durum fonksiyonunun tam bir diferansiyeli değilse, o zaman ısı kapasitesi sistemin iki durumu arasındaki geçiş yoluna bağlıdır. Ayırt etmek ısı kapasitesi bir bütün olarak sistem (J/K), spesifik ısı kapasitesi[J/(g K)], molar ısı kapasitesi[J/(mol K)]. Aşağıdaki tüm formüllerde molar miktarlar kullanılır ısı kapasitesi.

Soru 32:

İç enerji iki şekilde değiştirilebilir.

Isı miktarı (Q), ısı transferi sonucu vücudun iç enerjisinde meydana gelen değişimdir.

Isı miktarı SI birimlerinde joule cinsinden ölçülür.
[S] = 1J.

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi, belirli bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığını 1°C değiştirmek için ne kadar ısıya ihtiyaç duyulduğunu gösterir.
Özgül ısı kapasitesinin SI birimi:
[c] = 1 J/kg°C.

Soru 33:

33 Termodinamiğin birinci yasası, bir sistemin iç enerjisini değiştirmek ve dış cisimler üzerinde iş yapmak için aldığı ısı miktarıdır. dQ=dU+dA, burada dQ temel ısı miktarıdır, dA temel iştir, dU iç enerjinin artışıdır. Termodinamiğin birinci yasasının izoproseslere uygulanması
Termodinamik sistemlerde meydana gelen denge süreçleri arasında aşağıdakiler öne çıkmaktadır: izoprosesler, burada ana durum parametrelerinden biri sabit kalır.
İzokorik süreç (V=sabit). Bu sürecin şeması (izokor) koordinatlarda P, V ordinat eksenine paralel düz bir çizgi olarak gösterilir (Şekil 81), burada süreç 1-2 izokorik ısıtma var ve 1 -3 - izokorik soğutma. İzokorik bir süreçte gaz dış cisimler üzerinde iş yapmaz. İzotermal süreç (T=sabit). Daha önce § 41'de belirtildiği gibi izotermal süreç Boyle-Mariotte yasasıyla tanımlanmaktadır
Gazın genleşmesi sırasında sıcaklığın düşmemesi için, izotermal bir işlem sırasında gaza dış genleşme işine eşdeğer miktarda ısı sağlanması gerekir.

Soru 34:

34 Adyabatikısı alışverişinin olmadığı bir süreçtir ( dQ= 0) sistem ve çevre arasında. Tüm hızlı süreçler adyabatik süreçler olarak sınıflandırılabilir. Örneğin, sesin bir ortamda yayılma süreci adyabatik bir süreç olarak düşünülebilir, çünkü bir ses dalgasının yayılma hızı o kadar yüksektir ki, dalga ile ortam arasındaki enerji alışverişinin gerçekleşmesi için zaman yoktur. Adyabatik işlemler içten yanmalı motorlarda (silindirlerdeki yanıcı karışımın genleşmesi ve sıkıştırılması), soğutma ünitelerinde vb. kullanılır.
Termodinamiğin birinci yasasından ( dQ= D U+dA) adyabatik bir süreç için şunu takip eder:
p /С V =γ , buluruz

Denklemi p 1 ila p 2 ve buna göre V 1 ila V 2 aralığında entegre ederek ve kuvvetlendirerek ifadeye ulaşırız.

Durum 1 ve 2 keyfi olarak seçildiği için şunu yazabiliriz:

Bir cismin iç enerjisi bir çeşit sabit değer değildir. Aynı vücutta değişebilir.

Sıcaklık arttıkça cismin iç enerjisi artarÇünkü moleküllerin ortalama hareket hızı artar.

Sonuç olarak, bu vücudun moleküllerinin kinetik enerjisi artar. Sıcaklık düştükçe tam tersine vücudun iç enerjisi azalır..

Böylece, Moleküllerin hareket hızı değiştiğinde vücudun iç enerjisi de değişir.

Moleküllerin hareket hızının nasıl artırılacağını veya azaltılacağını bulmaya çalışalım. Bunu yapmak için aşağıdaki deneyi yapalım. Standa ince duvarlı pirinç bir boru takalım (Şek. 3). Tüpün içine bir miktar eter dökün ve bir tıpayla kapatın. Daha sonra tüpü bir ip ile saracağız ve hızla bir yöne, sonra diğer yöne hareket ettirmeye başlayacağız. Bir süre sonra eter kaynayacak ve buhar tıpayı dışarı itecektir. Deneyimler eterin iç enerjisinin arttığını gösteriyor: sonuçta ısındı ve hatta kaynadı.

Pirinç. 3. Üzerinde çalışırken vücudun iç enerjisini arttırmak

Borunun iple sürtülmesi sırasında yapılan iş sonucunda iç enerjideki artış meydana geldi.

Gövdelerin ısınması aynı zamanda çarpma, uzama ve bükülme sırasında yani deformasyon sırasında da meydana gelir. Yukarıdaki örneklerin hepsinde vücudun iç enerjisi artar.

Buradan, Bir cismin iç enerjisi, vücut üzerinde iş yapılarak artırılabilir..

Eğer işi vücudun kendisi yapıyorsa, o zaman iç enerji azalır.

Aşağıdaki deneyi yapalım.

İçinde özel bir delik bulunan, tıpa ile kapatılmış kalın duvarlı bir cam kaba hava pompalıyoruz (Şek. 4).

Pirinç. 4. İş vücudun kendisi tarafından yapıldığında vücudun iç enerjisinde azalma

Bir süre sonra mantar kaptan dışarı fırlayacak. Mantarın kaptan dışarı fırladığı anda sis oluşur. Görünümü, kaptaki havanın soğuduğu anlamına gelir. Kaptaki basınçlı hava, tapayı dışarı doğru iterek işe yarar. Bu işi azalan iç enerjisi pahasına yapar. İç enerjideki azalma, kaptaki havanın soğumasıyla değerlendirilebilir. Bu yüzden, Bir cismin iç enerjisi iş yapılarak değiştirilebilir.

Vücudun iç enerjisi iş yapılmadan başka bir şekilde değiştirilebilir. Örneğin ocak üzerine konulan çaydanlıkta su kaynar. Odadaki hava ve çeşitli nesneler merkezi kalorifer radyatörü tarafından ısıtılır, evlerin çatıları güneş ışınlarıyla ısıtılır vb. Tüm bu durumlarda vücutların sıcaklığı artar, yani iç enerjileri artar. Ancak iş yapılmadı.

Araç, İç enerjide bir değişiklik yalnızca yapılan işin bir sonucu olarak meydana gelemez.

Bu durumlarda iç enerjideki artışı nasıl açıklayabiliriz?

Aşağıdaki örneği düşünün.

Bir bardak sıcak suya metal bir örgü iğnesi yerleştirin. Sıcak su moleküllerinin kinetik enerjisi, soğuk metal parçacıklarının kinetik enerjisinden daha büyüktür. Sıcak su molekülleri, soğuk metal parçacıklarıyla etkileşime girdiğinde kinetik enerjilerinin bir kısmını onlara aktaracaktır. Sonuç olarak su moleküllerinin enerjisi ortalama olarak azalacak ve metal parçacıklarının enerjisi artacaktır. Su sıcaklığı düşecek ve metal jantın sıcaklığı giderek artacaktır. Bir süre sonra sıcaklıkları eşitlenecektir. Bu deneyim, bedenlerin iç enerjisindeki değişimi göstermektedir.

Bu yüzden, Cisimlerin iç enerjisi ısı transferi ile değiştirilebilir.

Vücut üzerinde veya vücudun kendisi üzerinde iş yapılmadan iç enerjinin değiştirilmesi sürecine ısı transferi denir.

Isı transferi her zaman belirli bir yönde gerçekleşir: daha yüksek sıcaklığa sahip cisimlerden daha düşük sıcaklığa sahip cisimlere.

Vücut sıcaklıkları eşitlendiğinde ısı transferi durur.

Bir cismin iç enerjisi iki şekilde değiştirilebilir: mekanik iş yaparak veya ısı transferi yoluyla.

Isı transferi de gerçekleştirilebilir: 1) termal iletkenlik; 2) konveksiyon; 3) radyasyon.

Sorular

1. Şekil 3'ü kullanarak, bir cismin üzerinde iş yapıldığında cismin iç enerjisinin nasıl değiştiğini anlatın.
2. Bir cismin iç enerji kullanarak iş yapabileceğini gösteren bir deney anlatınız.
3. Bir cismin iç enerjisinde ısı transferi yoluyla meydana gelen değişikliklere örnekler verin.
4. Sıcak suya batırılan örgü iğnesinin ısıtılmasını maddenin moleküler yapısına göre açıklayınız.
5. Isı transferi nedir?
6. Vücudun iç enerjisini değiştirmenin iki yolu nedir?

Alıştırma 2

1. Sürtünme kuvveti cisim üzerinde iş yapar. Vücudun iç enerjisi değişir mi? Bunu hangi işaretlerle yargılayabiliriz?
2. Hızlı bir şekilde rappel yaparken elleriniz ısınır. Bunun neden olduğunu açıklayın.

Egzersiz yapmak

Parayı bir kontrplak parçasına veya ahşap bir tahtaya yerleştirin. Parayı tahtaya bastırın ve hızla bir yönde veya diğer yönde hareket ettirin. Sıcak, sıcak hale getirmek için parayı kaç kez hareket ettirmeniz gerektiğine dikkat edin. Yapılan iş ile vücudun iç enerjisindeki artış arasındaki bağlantı hakkında bir sonuç çıkarın.