المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Isothermal Compression and Adiabatic Expansion of Ideal Gas  
  
1481   02:38 مساءاً   date: 30-8-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 15


Read More
Date: 10-9-2016 1452
Date: 9-8-2016 1174
Date: 18-8-2016 903

Isothermal Compression and Adiabatic Expansion of Ideal Gas

An ideal gas is compressed at constant temperature τ from volume V1 to volume V2 (see Figure 1.1).

a) Find the work done on the gas and the heat absorbed by the gas.

Figure 1.1

b) The gas now expands adiabatically to volume 2V2. What is the final temperature Tf (derive this result from first principles)?

c) Estimate Tf for Ti = 300 K for air.

SOLUTION

We can a) calculate the work as an integral, using the ideal gas law:

(1)

where τ is, as usual, the absolute temperature. Graphically, it is simply the area under the curve (see Figure 1.2). Alternatively, we can say that the work done is equal to the change of free energy F of the system:

(2)

Figure 1.2

The total energy ε of the ideal gas depends only on the temperature, which is constant, so the heat absorbed by the gas is

(3)

i.e., heat is rejected from the gas into the reservoir. Alternatively, since δQ = τ dS,

(4)

the same result as in (3).

b) For an adiabatic expansion the entropy is conserved, so

(5)

On the other hand,

(6)

where CV is the specific heat for an ideal gas at constant volume. From (5) and (6), and using the ideal gas law, we obtain

(7)

where CV/Ncv, the specific heat per one molecule. Integrating (7) yields

(8)

c) For air we may take cv = 5/2 (in regular units, cv  = 5kB/2, it is mostly diatomic). Therefore,




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.