duminică, 9 iunie 2013
Capilaritate
Capilaritatea este capacitatea unei corp poros sau a unui tub de a atrage un lichid, care apare în situațiile în care forțele de adeziune intermoleculară dintre lichid și solid sunt mai puternice decât forțele de coeziune intermoleculare din interiorul lichidului. Capilaritatea poate induce o mișcare ascendentă a apei, contrară celei descendente induse de gravitație. Capilaritate este un set de fenomene datorate interacțiunilor dintre moleculele de lichid și solid (de exemplu, pereții de la un container) pe suprafața lor de separare. Forțele care apar în acest fenomen sunt tensiunea de coeziune, aderență și de suprafață. De exemplu, se manifestă pe suprafața lichidului în contact cu solide care pot apărea ridicat (în cazul de apă), deoarece forțele de adeziune între apă și recipientul care conține acesta sunt mai mari decât forțele de coeziune dintre moleculele d "apă, sau deprimat (în cazul de mercur), decât restul suprafeței, deoarece în acest caz sunt de coeziune obligă să prevaleze în ceea ce privește forțele de adeziune
Calorimetrie
Calorimetrie
Determinarea caldurii specifice a corpurilor solide
Notiuni teoretice
Deoarece cantitatea de caldura pe care o poate primi sau ceda un corp
esteo forma de energie, ca unitate pentru masurarea ei in sistemul international
[SI] se foloseste joulul. Cantitatea de caldura de 1 joule este echivaleanta cu
lucrul mecanic efectuat de un newton pe distanta de 1 m. Adica 1 joule - 1N x m.
S-a
constatat ca corpul de aceeasi masa dar formate din substante diferite au nevoie
de un numar diferit de jouli pentru a-si ridica temperatura cu
10 C. In sistemul international caldura
specifica se masoara in joule/kgxgrad.
Produsul dintre masa m a unui corp si caldura lui specifica c se numeste
« capacitate calorica « si se masoara in jouli/gram. Notand capacitatea calorica
k putem scrie :
k = c x m jouli/gram
Observatie.
Pentru marimile calorice amintite mai sus se admite si utilizarea sistemultui C.G.S. Intre unitatile acestui sistem si cele ale sistemului international exista urmatoarele relatii :
+ pentru cantitatea de caldura :
1 cal = 4,1868 J ; (1 J = 0,23885 cal)
+ pentru caldura specifica :
1 cal/g grad = 4186,8 J/kg grad
(1 J/kg grad = 10-3 0,23885 cal/g grad)
+ pentru capacitatea calorica :
2 cal/grad = 4,1868 J/grad :
( 1 J/grad = 0,23885 cal/grad)
Descrierea aparatului.
Pentru determinarea caldurii specifice a unui corp se foloseste aparatul numit calorimetru. Calorimetrul propiu zis este un vas metallic care este izolat prin intermediul unor postamente izolatoare de vasul exterior. Uneori, pentru a micsora si mai mult schimbul de caldura cu exteriorul, cele doua vase se introduce intr-un vas mai mare cu peretii dubli. Intre peretii acestui vas se poate stabili o circulatie de apa la temperatura dorita. Aceste vase se acopera cu un capac format dintr-un material izolant, prevazut cu doua orificii.
Printr-unul din orificii se introduce in calorimetru un agitator cu ajutorul caruia se omogenizeaza temperatura lichidului, iar prin celalalt orificiu se introduce un termometru pentru masurarea temperaturii initiale si fimale ale lichidului din calorimetru.
Principiul metodei.
La bazadeterminarii caldurii specifiece a unui corp solid sta ecuatia calorimetrica.Aceasta este relatia care exprima echivalenta dintre cantitatea de caldura cedata de un corp cald si cantitatea de caldura primita de un corp mai rece, temperatura finala a celor doua corpuri aflate in contact fiind aceeasi.
Punerea in contact a celor doua corpuri de temperaturi diferite si masurarea temperaturii finale se realizeaza cu ajutorul calorimetrului descris mai sus. Daca introducem in calorimetru corpul de cercetat de masa m aflat la o temperatura t mai mare decat temperatura t1 a apei din calorimetru, atunci cantitatea de caldura cedata de corp calorimetrului va fi data de relatia :
k = c x m jouli/gram
Observatie.
Pentru marimile calorice amintite mai sus se admite si utilizarea sistemultui C.G.S. Intre unitatile acestui sistem si cele ale sistemului international exista urmatoarele relatii :
+ pentru cantitatea de caldura :
1 cal = 4,1868 J ; (1 J = 0,23885 cal)
+ pentru caldura specifica :
1 cal/g grad = 4186,8 J/kg grad
(1 J/kg grad = 10-3 0,23885 cal/g grad)
+ pentru capacitatea calorica :
2 cal/grad = 4,1868 J/grad :
( 1 J/grad = 0,23885 cal/grad)
Descrierea aparatului.
Pentru determinarea caldurii specifice a unui corp se foloseste aparatul numit calorimetru. Calorimetrul propiu zis este un vas metallic care este izolat prin intermediul unor postamente izolatoare de vasul exterior. Uneori, pentru a micsora si mai mult schimbul de caldura cu exteriorul, cele doua vase se introduce intr-un vas mai mare cu peretii dubli. Intre peretii acestui vas se poate stabili o circulatie de apa la temperatura dorita. Aceste vase se acopera cu un capac format dintr-un material izolant, prevazut cu doua orificii.
Printr-unul din orificii se introduce in calorimetru un agitator cu ajutorul caruia se omogenizeaza temperatura lichidului, iar prin celalalt orificiu se introduce un termometru pentru masurarea temperaturii initiale si fimale ale lichidului din calorimetru.
Principiul metodei.
La bazadeterminarii caldurii specifiece a unui corp solid sta ecuatia calorimetrica.Aceasta este relatia care exprima echivalenta dintre cantitatea de caldura cedata de un corp cald si cantitatea de caldura primita de un corp mai rece, temperatura finala a celor doua corpuri aflate in contact fiind aceeasi.
Punerea in contact a celor doua corpuri de temperaturi diferite si masurarea temperaturii finale se realizeaza cu ajutorul calorimetrului descris mai sus. Daca introducem in calorimetru corpul de cercetat de masa m aflat la o temperatura t mai mare decat temperatura t1 a apei din calorimetru, atunci cantitatea de caldura cedata de corp calorimetrului va fi data de relatia :
Unde
: c - caldura specifica a corpului :
- temperatura
finala.
Cantitatea de caldura primita de calorimetru pentru a ajunge la temperatura este data de relatia :
- temperatura
finala.Cantitatea de caldura primita de calorimetru pentru a ajunge la temperatura
este data de relatia :
Unde
: m1 – masa apei din calorimetru ;
c1 – caldura specifica a apei ;
k – capacitatea calorica a calorimetruli propiu zis, a agitatorului si a termometrului.
Deci k (- t1 ) reprezinta
caldura absorbita de vasul calorimetrului, de agitator si de termometru. La
echilibru cand avem :
c1 – caldura specifica a apei ;
k – capacitatea calorica a calorimetruli propiu zis, a agitatorului si a termometrului.
Deci k (
- t1 ) reprezinta
caldura absorbita de vasul calorimetrului, de agitator si de termometru. La
echilibru cand avem :
de
unde putem soate caldura specifica a corpului studiat :
Deci, cunoscand valorile k si c1 ramane sa masuram m, m1, t, t1 si care inlocuite in formula 
calcularea
caldurii specifice a corpului
respectiv.
Observatie
Valoarea lui k se poate determina tot pe cale calorimetrica. Anume :
Peste apa de masa m1 din calorimetru, aflata la temperatura t1, se toarna o alta cntitate m de apa aflata la o temperatura t > t1 . Dupa ce echilibrul temperaturilor a fost stabilit avem satisfacuta urmatoarea ecuatie calorimetrica :
mc1 ( t -) =
(m1c1 + k ) ( - t1 )
unde : -
temperatura finala a amestecului ;
c1 – caldura specifica a apei ;
Din ecuatia mc1 ( t -) = (m1c1 + k ) ( -
t1 ), scoatem pentru k urmatoarea expresie :
Procedeul experimental:
1. Se determina masa apei din calorimetru si masa corpului studiat.
2. Se masoara temperatura apei din calorimetru inainte de introducerea corpului.
3. Se determina temperatura corpului de studiat introduandu-l intr-un vas cu apa incalzita a carei temperatura o determinam cu ajutorul termometrului. Se mentine corpul in acest vas pana cand se stabileste temperatura apei.
4. Se determina temperatura in felul urmator : se
introduce corpul in calorimetru si se agita lichidul cu ajutorul agitatorului
pentru a uniformiza temperatura lui. Temperatura finala va fi
temperatura pentru care coloana de mercur a termometrului nu mai variaza ca
lungime. Rezultatele experimentului se trec in tabelul urmator :
5. Se determina valoarea lui k dupa metoda descrisa mai sus, rezultatele trecandu-se intr-un tabel analog .
6. Cu ajutorul formulei
se
calculeaza caldura specifica a corpului studiat.
Deci, cunoscand valorile k si c1 ramane sa masuram m, m1, t, t1 si
care inlocuite in formula calcularea
caldurii specifice a corpului
respectiv.Observatie
Valoarea lui k se poate determina tot pe cale calorimetrica. Anume :
Peste apa de masa m1 din calorimetru, aflata la temperatura t1, se toarna o alta cntitate m de apa aflata la o temperatura t > t1 . Dupa ce echilibrul temperaturilor a fost stabilit avem satisfacuta urmatoarea ecuatie calorimetrica :
mc1 ( t -
) =
(m1c1 + k ) ( - t1 )unde :
-
temperatura finala a amestecului ;c1 – caldura specifica a apei ;
Din ecuatia mc1 ( t -
) = (m1c1 + k ) ( -
t1 ), scoatem pentru k urmatoarea expresie :
Procedeul experimental:
1. Se determina masa apei din calorimetru si masa corpului studiat.
2. Se masoara temperatura apei din calorimetru inainte de introducerea corpului.
3. Se determina temperatura corpului de studiat introduandu-l intr-un vas cu apa incalzita a carei temperatura o determinam cu ajutorul termometrului. Se mentine corpul in acest vas pana cand se stabileste temperatura apei.
4. Se determina temperatura
in felul urmator : se
introduce corpul in calorimetru si se agita lichidul cu ajutorul agitatorului
pentru a uniformiza temperatura lui. Temperatura finala va fi
temperatura pentru care coloana de mercur a termometrului nu mai variaza ca
lungime. Rezultatele experimentului se trec in tabelul urmator :
5. Se determina valoarea lui k dupa metoda descrisa mai sus, rezultatele trecandu-se intr-un tabel analog .
6. Cu ajutorul formulei
se
calculeaza caldura specifica a corpului studiat.
temperatura
Temperatura
Temperatura reprezinta proprietatea unui sistem care determina starea lui, daca este in echilibru termic sau nu. Senzatia de caldura sau frig a unei substante este cauzat de temperatura. Desi este usor de comparat temperaturile aproximative ale doua substante utilizand simtul tactil, evaluarea magnitudinii temperaturilor prin reactii subiective este imposibila.
A incalzi o substanta nu inseamna numai a-I creste temperatura, dar si a-l provoca sa imparta o senzatie de cald mai acuta, si totodata sa produca transformari in mai multe proprietati fizice care pot fi masurate cu precizie. Cand temperature variaza, o substanta se extinde sau se contractam, rezistenta sa electrica se schimba, si in forma gazoasa exercita presiuni variate. Variatia unei simple proprietati serveste ca o baza pentru o scara de temperature potrivita.
Temperatura epinde de energia cinetica medie a moleculelor unei substante, si conform teoriei cinetice energia poate exista in miscari circulare, vibrationale sau translationala a particulelor unorsubstante. Temperature depinde doar de miscarea translationala a moleculelor. Teoretic, moleculele unei substante n-ar manifesta nici o activitate la temperature de zero absolute.
Conceptul de temperatura vine de la ideea de a masura relativele stari de caldura sau frig si de la observatia ca adaosul de caldura unui corp duce la sporirea temperaturii acestuia in cazul in care nu apare fierberea sau topirea. In cazul a doua corpuri cu temperature diferita, caldura se va transmite de la cel mai cald la cel rece pana cand temperature lor este aceeasi, iar echilibrul termic este atins.
Astfel, temperatura si caldura, desi in legatura, se refera la idei diferite, temperatura fiind o proprietate a corpului, iar caldura o “scurgere” de energie dintre doua corpuri cu caracteristici diferite. Schimbarile de temperatura trebuie masurate in termeni ale altor schimbari de proprietati ale substantelor.
Unitati de masura ale temperaturii
Cinci tipuri diferite de scari sunt in uz astazi: scara Celsius, cunoscuta si sub numele de centigrad, scara Fahrenheit, scara Kelvin, scara Rankine si scara internationala termodinamica. Una dintre primele unitati descoperite a fost aceea inventata de fizicianul german Gabriel Daniel Fahrenheit. Potrivit acestei, unitati la presiunea atmosferica normala, punctual de inghet (si de topire a ghetii) este 32℉, punctual de fierbere este 212℉.
Centigradul sau unitatea Celsius, inventata de astronomul suedez Anders Celsius, si utilizat in foarte multe parti ale lumii, atribuie valoarea de 0℃ punctului de inghet si 100℃ punctului de fierbere. In domeniul stiintei cea mai des utilizata unitate este cea absoluta sau Kelvinul, inventata de matematicianul si fizicianul britanic William Thompson, primul baron Kelvin.
In aceasta masura zero absolut este la -273,16℃, care este 0 K, intervalele de temperatura fiind identice cu cele masurate in Celsius. Corespondenta acesteia, “Fahrenheit absolut” sau unitatea Rankine, descoperita de inginerul si fizicianul britanic William J. M. Rankine plaseaza zero absolute la -459,69℉, care este 0 R, si punctul de inghet la 491,69 R. O scara mai consistenta din punct de vedere stiintific, bazata pe scara Kelvin, a fost adoptata in1933.
Temperatura reprezinta proprietatea unui sistem care determina starea lui, daca este in echilibru termic sau nu. Senzatia de caldura sau frig a unei substante este cauzat de temperatura. Desi este usor de comparat temperaturile aproximative ale doua substante utilizand simtul tactil, evaluarea magnitudinii temperaturilor prin reactii subiective este imposibila.
A incalzi o substanta nu inseamna numai a-I creste temperatura, dar si a-l provoca sa imparta o senzatie de cald mai acuta, si totodata sa produca transformari in mai multe proprietati fizice care pot fi masurate cu precizie. Cand temperature variaza, o substanta se extinde sau se contractam, rezistenta sa electrica se schimba, si in forma gazoasa exercita presiuni variate. Variatia unei simple proprietati serveste ca o baza pentru o scara de temperature potrivita.
Temperatura epinde de energia cinetica medie a moleculelor unei substante, si conform teoriei cinetice energia poate exista in miscari circulare, vibrationale sau translationala a particulelor unorsubstante. Temperature depinde doar de miscarea translationala a moleculelor. Teoretic, moleculele unei substante n-ar manifesta nici o activitate la temperature de zero absolute.
Conceptul de temperatura vine de la ideea de a masura relativele stari de caldura sau frig si de la observatia ca adaosul de caldura unui corp duce la sporirea temperaturii acestuia in cazul in care nu apare fierberea sau topirea. In cazul a doua corpuri cu temperature diferita, caldura se va transmite de la cel mai cald la cel rece pana cand temperature lor este aceeasi, iar echilibrul termic este atins.
Astfel, temperatura si caldura, desi in legatura, se refera la idei diferite, temperatura fiind o proprietate a corpului, iar caldura o “scurgere” de energie dintre doua corpuri cu caracteristici diferite. Schimbarile de temperatura trebuie masurate in termeni ale altor schimbari de proprietati ale substantelor.
Unitati de masura ale temperaturii
Cinci tipuri diferite de scari sunt in uz astazi: scara Celsius, cunoscuta si sub numele de centigrad, scara Fahrenheit, scara Kelvin, scara Rankine si scara internationala termodinamica. Una dintre primele unitati descoperite a fost aceea inventata de fizicianul german Gabriel Daniel Fahrenheit. Potrivit acestei, unitati la presiunea atmosferica normala, punctual de inghet (si de topire a ghetii) este 32℉, punctual de fierbere este 212℉.
Centigradul sau unitatea Celsius, inventata de astronomul suedez Anders Celsius, si utilizat in foarte multe parti ale lumii, atribuie valoarea de 0℃ punctului de inghet si 100℃ punctului de fierbere. In domeniul stiintei cea mai des utilizata unitate este cea absoluta sau Kelvinul, inventata de matematicianul si fizicianul britanic William Thompson, primul baron Kelvin.
In aceasta masura zero absolut este la -273,16℃, care este 0 K, intervalele de temperatura fiind identice cu cele masurate in Celsius. Corespondenta acesteia, “Fahrenheit absolut” sau unitatea Rankine, descoperita de inginerul si fizicianul britanic William J. M. Rankine plaseaza zero absolute la -459,69℉, care este 0 R, si punctul de inghet la 491,69 R. O scara mai consistenta din punct de vedere stiintific, bazata pe scara Kelvin, a fost adoptata in1933.
Miscare rectilinie uniform variata
Miscare rectilinie uniform variata
Legea vitezei:
v=f(t); a=constanta;Vo este viteza initiala la momentul initial to
V este viteza finala la momentul final t
=> V=Vo+a(t-to)
Situatii particulare:
a) Daca to=0 => V=Vo+at => viteza este in functie liniara de timp;
b) Daca to=0 si Vo=0 => V=at => mobilul porneste din repaus => viteza este direct proportionala cu timpul.
In miscarea rectilinie accelerata vectorii acceleratie si viteza sunt paraleli si de acelasi sens.
In miscarea rectilinie incetinita vectorii acceleratie si viteza sunt paraleli si de sensuri opuse.
Reprezentarea grafica a legii vitezei este:
Legea miscarii
x=f(t);X=Xo+Vo(t-to)+a(t-to)2/2
Viteza medie in miscarea rectilinie uniform variata este (V+Vo)/2.
Situatii particulare:
a) Daca to=0 => X=Xo+Vot+at2/2
b) Daca to=0 si Xo=0 => X=Vo+at2/2 => spatiul este functie patratica de timp => mobilul porneste din originea sistemului axelor de coordonate.
c) Daca to=0 si Xo=0 si Vo=0 => X=at2/2 => spatiul este direct proportional cu timpul la patrat => mobilul pleaca din repaus.
Graficul legii miscarii este o parabola:
Ecuatia lui Galilei
V2=Vo2+2a(x-xo)Conditia de oprire a punctului material:
a) distanta de oprire: x=V02/2a
b) timpul de oprire: t=Vo/a
forta elastica
Forta elastica, notata, ce apare într-un corp deformat elastic, se opune deformarii, valoarea ei numerica fiind direct proportionala cu deformatia produsa ( alungire/ comprimare):
Legea lui Hooke se bazeaza pe studio experimental si observatii ce au condus la urmatoarele concluzii:• deformarea este direct proportionala cu forta care a produs-o ?~F;
•,
fiind lungimea initiala cu cât aceasta este mai mare, cu atât si deformarea este mai mare;
•, s lo fiind aria sectiunii transversale initiale a corpului;
• deformarea depinde de natura materialului prin modulul de elasticitate E , numit modulul lui Young .Expresia matematica a legii lui Hooke este:(1)
Raportulse numeste tensiune sau efort unitar, iar raportul
se numeste deformatie relativa( alungire/ comprimare) :
(2)
Se observa din relatia (1) ca legea lui Hooke exprima forta elastica în corpurile deformate elastic, daca în relatia (1) se noteaza.
Tot relatia (1) permite definirea modulului lui Young si a unitatii de masura a acesteia în S.I.1 N/m² este forta care actionând asupra unui corp cu sectiunea unitara, îi produce acestuia o alungirerelativa egala cu unitatea .
Abonați-vă la:
Postări (Atom)