Ներքին էներգիայի փոփոխման եղանակներ։ Ջերմաքանակ։ Ջերմահաղորդման տեսակներ։

Էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքը․

Եթե մարմինների համակարգից էներգիա չի հաղորդվում շրջապատին և ոչ էլ շրջապատից՝ համակարգին, ապա այդ մարմինների բոլոր տեսակի էներգիաների գումարը ժամանակի ընդացքում չի անհետանում և ոչնչից չի ստեղծվում։

Ներքին էներգիա

Մարմնի մասնիկների ջերմային շարժման կինետիկ էներգիաների և փոխադարձության պոտենցիալ էներգիայի գումարն անվանում են մարմնի ներքին էներգիա։

Ներքին էներգիան կարելի է փոփոխել երկու եղանակով՝ աշխատանք կատարելով, և առանց աշխատանք կատարելու՝ ջերմահաղորման միջոցով։

Ջերմահաղորդման մի մարմնի ներքին էներգիայի հաղորդւոմն է մեկ ուրիշ մարմնի, այսինքն՝ մի մարմնի մոլեկուլների ջերմային շարժման էներգիայի փոխանցումը մյուս մարմնի մոլեկուլներին։

Ջերմաքանակը՝ որպես ներքին էներգիայի փոփոխման չափ արտահայտվում է միավորը 1 ջոուլ, կարդացվում է՝ քյու։ Ջերմահաղորդման տեսակներն են՝ ջերմահաղորդականություն, կոնվեկթիա, ճառագայթային ջերմափոխանակում։

Էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքը.

Եթե մարմինների համակարգից էներգիա չի հաղորդվում շրջապատին և ոչ էլ շրջապատից համակարգին ապա այդ մարմինների բոլոր տեսակի էներգիաների գումարը ժամանակի ընթացքում մնում է անփոփոխ: Այլ կերպ ասած` էներգիան չի անհետանում և ոչնչից չի ստեղծվում:

Ներքին էներգիա.

Մարմնի մասնիկների ջերմային շարժման կինետիկ էներգիաների և փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիայի գումարն անվանում են մարմնի ներքին էներգիա:

Ներքին էներգիան կարելի է փոփոխել երկու եղանակով, մեխանիկական աշխատանք կատարելով, և առանց աշխատանք կատարելու ` ջերմահաղորդման կամ ջերմափոխանակման միջոցով.

Ջերմահաղորդումը մի մարմնի ներքին էներգիայի հաղորդումն է մեկ ուրիշ մարմնի, այսինքն` մի մարմնի մոլեկուլների ջերմային շարժման էներգիայի փոխանցումը մյուս մարմնի մոլեկուլներին:

Ջերմաքանակ.

Ջերմահաղորդումը բնութագրում մի ֆիզիկական մեծությամբ, որն անվանում է ջերմաքանակ:

Ջերմաքանակը մարմնի ներքին էներգիայի փոփոխությունն է ջերմահաղորդման պրոցեսում:

Ջերմաքանակը ` որպես ներքին էներգիայի փոփոխման չափ արտահայտվում է 1 ջոուլով գրվում է անգլերեն Q տառով: Ջերմահաղորդման տեսակներն են ջերմահաղորդականություն, կոնվեկցիա, ճառագայթային ջերմափախանակում:

Լաբ․ աշխ․՝ թելավոր ճոճանակի տատանումների ուսումնասիրումը

Ճոճանակի տատանումը մեխանիկական երևույթ երևույթ է։ Այն տեղի է ունենում կինետիկ և պոտենցիալ էներգիաների միջոցով։

Աշխատանքի նպատակը․

պարզել թելավոր ճոճանակի տատանումների տարբերության և հաճախության կանխումները թելի երկարությունից։

Անհրաժեշտ սարքեր և նյութեր․

վարկենացույց, թել, մկրատ, չափաժապավեն, անցքով կամ կեռիկով գնդիկ, ամրակալան՝ կցորթիչով և թաթով։

Աշխատանքի ընդացք․

Վերձրեցի թելը, չափաժապավենով չափեցի l=100սմ, կտրեցի մկրատով, նրա մի ծայրը անցքով կապեցի գնդիկին, մյուս ծայրը կապեցի ամրակալանի կցորդիչից ամրացված թաթին, այնպես, որ փոքրինչ բարձր լինի սեղանից։ Գնդիկը հավասարակշռության դիրքից շեղեցի 8-10սմ․ և բաց թողեցի, հաշվեցի N=40 լրիվ տատանումների ժամանակը։ Հաշվեցի տատանումների պարբերությունը T=t/N բանաձևով, և տատանումների հաճախությունը գտա (նյու) = N/t բանաձևով:

Փորձը կրկնեցի կարճացնելով թելը 4 անգամ, և լայնույթը դարձրեցի 2-3սմ․

Արքիմեդի լեգենդ

Թագավորը պատվիրեց նոր թագ պատրաստել, դարբինին տվեց ոսկի, որպես նյութ։ Երբ դարբինը պատրաստեց թագը, թագավորի մոտ կասկածանք առաջացավ, որ դարբինը խառնել է արծաթ որպեսզի ոսկու մի մասը իրեն պահի։ Թագավորը կանչեց Արքիմեդին, և ասաց, որ առանց վնասելու իմանա, թէ մաքու՞ր է արդյուք ոսկին։ Արքիմեդը երկար ժամանակ չէր հասկանում, ինչպես գտներ ոսկու մաքրությունը։ Մի օր նա լոգանք ընդունելիս նկատեց, որ երբ մտնում է ջրի մեջ, որոշակի ջրի մասը թափվում է, և գոռաց՝ էվրիկա։ Նա գիտեր, որ ոսկու և արծաթի խտությունները տարբեր են, այդ թվում ծանրությունները նույնպես․ իրեն մնում է միայն իմանալ թագի ծավալը և դրանում նրան օգնեց հենց ջուրը։ Նա թագը մցրեց ջրի մեջ, և ջրի մակարդակը բարձրացավ թագի ծավալի չափով, ապա վերցրեց նույնքան ոսկի ու կշռեց այն, ապա կշռեց թագը, և քանի որ քաշերը շատ տարբեր էին, իսկ ծավալը նույնը ապա թագը մաքուր ոսկուց չէ։ Պարզվեց, որ թագավորի կասկածանքը ճշմարիտ էր։ Սակայն Արքիմեդը հանգիստ չէր մնում և սկսեց մտածել, թե ինչու՞ են մարմինները լողում ջրի վրա։ Հետագայում պարզեց, որ գոյություն ունի ուժ, որը մարմիններին բրդում է վերև, մարմնի ծավալով ջրի ծանրության ուժին հավասար․ այդ պատճառով են ջրից թեթև մարմինները լողում մակերևույթին, իսկ ջրից ծանր մարմինները խորտակվում։ Այսպիսով բացահայտվեց Արքիմեդի ուժը, որը մենք հաշվում ենք Fa=pgV բանաձևով։

Արքիմեդի ուժ

Հետաքրքիր է իմանալ ինչու են մարմինները լողում ջրի վրա, և ես իմացա արքիմեդյան ուժի մասին։

Պարզվում է արքիմեդի ուժը այն ուժն է որը ջրում գտնվող մարմիններին մղղում է դեպի վեր, և որի շնորհիվ որոշ մարմիններ լողում են ջրի մակերևույթի վրա։ Արքիմեդի ուժը հավասար մարմնի արտավղած հեղուկի կշռին։

Այստեղից ես հասկացա, թե ինչի համար են նավերի ներսը մեծամասնությամբ դատարկ անում, որպեսզի ծավալը գերազանցի ծանրությանը, և նույն ծավալով ջորը ավելի ծանր լինի քան հենց նավը, և դրա շնորհիվ նավը լողում է ջրի մակերևույթի վրա։

Էվանջելիստա Տորիչելլի

Hg_baroistorija-barometra-2Էվանջելիստա Տորիչելլին ֆրանսիացի ֆիզիկոս է։ Նա ստեղծել է մի սարք՝ բառոմետոր, որի շնորհիվ կարելի է հասկանալ մթնոլորտի ճնշումը։ Նա վերձրեց 1 մետրանոց խողովակ, մեջը լցրեց սնդիկ (դա միակ ջրիկ մետաղն է, երկրագնդի վրա), ապա խողովակը կափարիչով փակեց և շրջած մցրեց սնդիկով լի տարայի մեջ, այնուհետև կափարիչը բացեց, ու խողովակի մեջի սնդիկի մակարդակը իջավ 760մմ։ Խողովակի մեջի սնդիկի հոսքը դեպի արտաքին տարա, դադարում է այն ժամանակ երբ խողովակի մեջի ճնշումը և մթնոլորտի ճնշումը տարայի մեջ սնդիկի ազատ մակերևույթի նկատմամբ հավասարվում են։

դիտել տեսանյութ բարոմետորի մասին

տեսանյութ 2