■ مثالی ساده از یک فرایند ترمودینامیکی ■
در ترمودینامیک همواره دربارۀ انتقال انرژی به داخل یا از داخل یک دستگاه خاص سخن می‌گوییم. این دستگاه می‌تواند یک وسیلۀ مکانیکی ، یک اندامگان زیستی یا مقدار مشخصی از ماده ، مانند مادۀ سرمازا داخل یک دستگاه تهویۀ مطبوع یا بخار در حال انبساط داخل یک توربین باشد.
@iotaph
یک مثال آشنا ، مقداری دانۀ ذرت درون قابلمه‌ای در دار است. وقتی قابلمه روی اجاق است با رسانش گرما ، انرژی به دانه‌های ذرت داده می‌شود. وقتی دانه‌های ذرت با صدا باز می‌شوند ، نیرو قائمی رو به بالا به درپوش وارد می‌کنند و با جا‌به‌جا کردن آن، کار انجام می‌دهند.حالت دانه‌های ذرت در این فرایند، که یک فرایند ترمودینامیکی است، تغییر می‌کند زیرا موقع باز شدن ، حجم ، دما و فشار همه تغییرمی‌کنند. آیوتا
@physics.ir

مرجع: فیزیک دانشگاهی جلد اول
.
.
#ترمودینامیک #المپیاد #المپیاد_فیزیک #فیزیک #پیج_علمی_فیزیک #کنکور_دکتری #آیوتا

@iotaph|مهم ترین اعداد ثابت دنیا

@iotaph | @physics_ir

وحدت نظریه هاي فیزیکی
📚📚📚📚📚📚📚
در آغاز، الکتریسیته و مغناطیس موضوعهاي کاملاً جداگانه اي بودند.آیوتا. در حالیکه یکـی بـه میلـه هـاي شیشه اي، خز گربه، گلوله هاي باردار، جریانها، الکترولیـز و آذرخـش مربـوط مـیشـد، دیگـري بـا آهنرباها، براده هاي آهن، عقربه هاي قطب نما و قطب شمال درگیر بـود. امـا اورسـتد در سـال 1820 متوجه شد که جریان الکتریکی میتواند عقربه ي قطبنما را منحرف کند. چندي پس از آن، آمپر علّت تمامی پدیده هاي مغناطیسی را به درستی بارهاي الکتریکیِ در حرکت پیشنهاد کرد. پس از آن یعنی در سال 1831، فارادي کشف کرد که آهنرباي متحرك جریان الکتریکی تولید میکند. در نهایت، ماکسول و لورنتس نظریه را نهایی کردند و بدین ترتیـب، الکتریـسیته و مغنـاطیس بـه نحـو تفکیـک ناپـذیري درهم تنیده شدند. آنها دیگر نمیتوانستند موضوع هاي مجزایی فـرض شـوند، بلکـه دو وجـه از یـک موضوع پنداشته شدند. این موضوع الکترومغناطیس نام گرفت. فارادي ماهیت نور را نیز الکتریکی فرض کرد. نظریه ي ماکسول توجیه خیـره کننـدهاي بـراي ایـن فرضیه فراهم آورد و چیزي نگذشت که نورشناسی، یعنی علم مطالعه ي عدسیها، آینـه هـا، منـشورها، تداخل و پراش، درون الکترومغناطیس گنجانده شد. هرتز در سال 1888 تأیید تجربـی قـاطعی بـراي نظریه ي ماکسول ارائه نمود و چنین نوشت: «ارتباط میان نور و الکتریسیته اکنون تصدیق شـد. در هـر آتشی و هر ذره ي نورانی اي، شاهد فرآیندي الکتریکی هستیم. بنـابراین، دامنـه ي الکتریـسیته بـه کـل طبیعت گسترش می یابد. این موضوع حتی بر خودمان نیز عمیقاً تأثیرگذار است. ما به داشـتن انـدامی الکتریکی که همان چشم باشد، آگاهی پیدا میکنـیم.» بـدین ترتیـب در سـال 1900، سـه شـاخه ي عمده ي فیزیک، یعنی الکتریسیته، مغناطیس و نورشناسی در یک نظریه ي وحدت یافتـه ادغـام شـدند.
@physics_ir
چندي بعد معلوم شد که نور مرئی در طیف گستردهي تابش الکترومغناطیسی تنها «پنجرهاي» کوچک را میگشاید. این طیف از امواج رادیویی گرفته، تا مـایکروویو، فروسـرخ، فـرابنفش، پرتـوهـاي x و پرتوهاي گاما را شامل میشود.
@iotaph
اینشتین رویاي وحدت دیگري در سر داشت که به ترکیب گرانش و الکترودینامیک مربوط میشد؛

درست همانطور که یک قرن پیش الکتریسیته و مغناطیس ترکیب شده بودند. اگرچه نظریـه ي میـدان وحدت یافته ي وي چندان توفیقی نداشت، در سالهاي اخیـر همـان انگیـزه سلـسله اي از طـرحهـاي وحدت جاه طلبانه (و مبتنی بر گمانه زنی) فزاینده را به راه انداخته اسـت. ایـن طـرحهـا در سـالهـاي 1960 و با نظریه ي الکتروضعیف گلاشو، واینبرگ و سلام (که نیروهاي ضعیف و الکترومغنـاطیس را مربوط کرد) آغاز شدند و در دههي 1980 با نظریه ي ابرریسمان (که به زعم مدافعاناش تمامی چهار نیرو را در یک «نظریه ي همه چیز» میگنجاند) به اوج خود رسـیدند. در هـر مرحلـه از ایـن سلـسله، مصائب ریاضیاتی پیش آمد و شکاف میان حدس هاي ملهم شده و آزمونهاي تجربی عمیقتر شد. بـا این وجود، وحدت نیروها، که از الکترودینامیک آغاز شد، به تمی غالب در پیشرفت فیزیک بدل شد.
@iotaph
@physics_ir

@iotaph

@iotaph | @physics_ir

■چهار قلمرو مکانیک■
مکانیک نیوتنی براي اغلب اهداف "زندگی روزمره" کفایـت مـیکنـد، امـا بـراي اشـیائی کـه بـا سرعتهاي بالا (نزدیک سرعت نور) حرکت میکنند، نادرست است.
@iotaph
از این رو باید بـا نـسبیت خـاص (ارائه شده توسط اینشتین در سال 1905) جایگزین شود. مکانیک نیوتنی در مورد اشیائی کـه خیلـی کوچک (نزدیک اندازهي اتمها) هستند نیز، به دلایل دیگر، شکـست مـی خـورد و جـاي خـود را بـه مکانیک کوانتومی (ارائه شده توسط بـور، شـرودینگر، هـایزنبرگ و بـسیاري دیگـر غالبـاً در دهـه ي 1920 ) میدهد. آیوتا: براي اشیائی که بسیار سریع و بسیار کوچک هـستند (کـه در فیزیـک ذرات جدیـد امري مرسوم است) مکانیکی کار میکند کـه ترکیـب اصـول نـسبیت و کوانتـوم اسـت. ایـن مکانیـک کوانتومی نسبیتی با نام نظریه میدان کوانتومی شناخته میشود. این نظریه از دهه هـاي 1930 و 1940 شروع به کار کرد، اما حتی امروزه نمیتوان ادعا کرد که سیستمی کاملاً اقناع کننده است. در این کتاب، به غیر از فصل آخر، منحصراً در حوزه ي مکانیک کلاسیک کار خواهیم کرد. البته این در حالیست که الکترودینامیک با سادگی منحصر به فـردي در سـه قلمـرو دیگـر نیـز نفـوذ دارد. (در واقـع نظریـه ي الکترودینامیک در اغلب جهات، به نحو خودکاري با نسبیت خاص سازگار است. این نظریه به لحـاظ تاریخی محرك اصلی نسبیت بود.
منبع: الکترودینامیک
مولف: دیوید جی گریفیس
ترجمه: بهتاج. یغمایی
کانال تلگرام
@physics_ir
.
#فیزیک #نسبیت #کوانتوم #پیج_علمی_فیزیک_ایران #آیوتا

@iotaph | @physics_ir | ■مساله سه■

■ مساله 3 ■
دو حباب صابون کروی به شعاع های r1 و r2 در خلا در شرایط همدما با یکدیگر تشکیل حباب بزرگتری به شعاع R میدهند. R کدام است؟
حل فردا گذاشته می شود.
.
.
.
.
#پیج_علمی_فیزیک_ایران #آیوتا #المپیاد_فیزیک #المپیاد #کشش_سطحی #سیالات

@iotaph| بازده ماشین گرمایی و قانون دوم ترمودینامیک. آیوتا

در ترمودینامیک موتور گرمایی یا ماشین گرمایی به ماشینی گفته می‌شود که انرژی گرمایی را با استفاده از اختلاف دمای بین یک منبع‎ گرما با دیگری چاه‎ دمای پایین‌تر به کار مکانیکی تبدیل می‌نماید. گرما از مسیر موتور گرمایی از منبع دما بالا به چاه دما پایین منتقل می‌شود در حین این انتقال مقداری از انرژی گرمایی به کار تبدیل می‌شود. اصول کلی کار این ماشین‌ها بر پایهٔ تشدید حرکت مولکول‌ها در پی گرمایش است.
قانون دوم ترمودینامیک بیان می‌کند که در یک پروسهٔ طبیعی ترمودینامیکی جمع انتروپی سیستم‌های شرکت کننده در آن پروسه همواره افزایش می‌یابد. به بیان دیگر هیچ پروسهٔ ترمودینامیکی وجود ندارد که با افزایش انتروپی همراه نباشد. این افزایش آنتروپی برابر است با افزایش اتلاف انرژی. قانون اول ترمودینامیک تنها بیانی از تئوری کار و انرژی یا قانون بقای انرژی است. یک آونگ ساده یا یک آونگ ایده‌آل برای همیشه به نوسان ادامه می‌دهد. فیلمی از یک آونگ که به جلو و عقب نوسان می‌کند را در نظر بگیرید. اگر ما فیلم را برعکس نشان بدهیم، نخواهیم توانست آن را از حالت عادی تشخیص بدهیم.
●بیان کلوین-پلانک

ساخت یک موتور گرمایی سیکلی (چرخه‌ای) که جز جذب گرما از منبع و انجام کار مساوی با گرمای جذب شده تأثیر دیگری بر محیط نداشته باشد، غیر ممکن است.

یا می‌توان گفت که: ساخت ماشین گرمایی با بازدهی ۱۰۰ درصد غیرممکن است.

به بیان ساده‌تر امکان ندارد یک ماشین گرمایی تمام انرژی را که طی یک چرخه از منبع گرم به دست می‌آورد به کار تبدیل کند؛ بلکه مقداری از این انرژی به صورت انرژی تلف شده به منبع سرد داده می‌شود.

@iotaph | @physics_ir | حل مساله سه

سلام
با کمال میل استقبال میکنیم که از مطالب کانال استفاده کنید و در کانالهای خود کپی کنید. اما لطفا اخلاق را رعایت کنید و نام پیج رو حذف نکنید همکارهای فرهنگی!! 😉

@iotaph | کاربرد فوتوالکتریک. آیوتا

■ فيزيك ويژگى ايمنى دربازكن هاى پاركينگ ■
كاربرد اثر فوتوالكتريك مبتنى بر اين واقعيت اســت كــه فوتوالكترون هاى متحــرك جريانى را به وجــود مى آورند كه با شــدت نور تغيير مى كند. تمام دربازكن هاى خودكار پاركينگ ها داراى اين ويژگى هستند كه وقتى با مانعى (شــخصى، خودرو و غيره) مواجه شــوند مانع بســته شدن در مى شوند. همان طور كه شــكل نشان مى دهد، يك فرستنده باريكه اى نامرئى (فروســرخ) به دربازكن مى فرستد. اين باريكه را يك واحد گيرندة حاوى فوتوديود دريافت مى كند. فوتوديود نوعى ديود پيوندى n-p اســت. وقتى فوتون هاى فروســرخ به فوتوديــود برخورد كنند، الكترون هــاى مقيد به اتم ها با جذب فوتون ها آزاد مى شوند. اين الكترون هاى آزاد شدة متحرك باعث افزايش جريان در فوتوديود مى شــوند. وقتى شخصى از باريكه بگذرد نور يــك لحظه به واحد گيرنده نمى رســد و جريان در فوتوديود كاهش مى يابد، تغيير جريان را يك مدار الكترونيكى ً حركت رو به پايين در را متوقف مى كند و آشكارســازى و فورا سپس باعث مى شود كه در بالا رود.
.
منبع:مجله فیزیک روز. شماره بهار 93
به ترجمه: آقای خلیلی
.
آیوتا
.
.
#فیزیک #فوتوالکتریک #فوتودیود #کاربرد_فیزیک #آیوتا

@iotaph | سری و موازی در خازن و مقاومت

■معادل گیری■
@iotaph
•معادل گیری یکی از راههای ساده سازی مساله است. این روش در مدارهای با #مقاومت، #خازن و #سلف بسیار کاربرد دارد.
•در انتقال گرما نیز میتوان لایه های مختلف را به عنوان مقاومت گرمایی در نظر گرفت و از معادل استفاده کرد.
@iotaph
•در مکانیک نیز می توان به جای ترکیب مختلف #فنرها و جرم ها از معادل استفاده کرد.
•#سری و #موازی خازن و فنر مشابه هم و معادل مقاومت و سلف مانند هم است.
.
آیوتا
.
.
.#فیزیک #فیزیک_پایه #کنکور_ارشد #کنکور_دکتری #مقاومت_الکتریکی #خازن #آیوتا #المپیاد #الکترومغناطیس #physics #electromagnetic .

@iotaph | @physics_ir مساله چهار.مقاومت معادل

■مساله چهار■
الکتریسیته
همه مقاومت ها R هستند. مقاومت معادل بین دو نقطه A و B کدام است؟
.
جواب فردا شب ،یکشنبه، قرار داده میشود.
آیوتا
@iotaph

@physics.ir
.

.
#فیزیک #مقاومت #الکتریسیته #آیوتا

@iotaph | اتصال ستاره مثلث

■اتصال ستاره مثلث■
تبدیل ستاره مثلث، یا وای - دلتا، روشی ریاضی برای تسهیل تحلیل یک شبکه الکتریکی است. این نام از شکل نمودارهای مداری، که به ترتب شبیه حروف Y و حرف یونانی Δ هستند مشتق شده است. این نظریه تبدیل مدار توسط آرتور ادوین کینلی منتشر شد.
ساختارها
دو ساختار مختلف برای اتصال موتورهای الکتریکی به شبکه سه فاز وجود دارد:
@iotaph

اتصال ستاره
برای کاهش دادن تعداد اتصالات الکتریکی به یک ژنراتور انتهای هر یک سیم پیچ ها را به یک نقطه مشترک که نقطه خنثی یا نقطه شروع نامیده می شود، متصل می کنند. انتهای دیگر اتصال خودش را دارد. در این صورت برای یک موتور سه فاز، چهار اتصال به ژنراتور خواهیم داشت: یک اتصال خنثی و سه فاز.
مزیت این روش این است که سیم خنثی را می توانیم نازک تر از سیم های فاز بسازیم و بنابراین هم در وزن و هم در هزینه صرفه جویی خواهیم کرد. در برخی از سیستم ها، سیم خنثی حذف می شود و جریان های بازگشتی از طریق زمین عبور می کنند.



اتصال مثلت
وقتی که به یک ژنراتور سه سیم وصل شود که هر سیم به دو سر مقابل دو سیم پیچ مجاور وصل شده باشد، یک اتصال مثلث ایجاد کرده ایم.

اتصال مثلث می تواند بدون اتصال به زمین باشد که زمانی بسیار استفاده می شد. امروزه برخی سیستم های مثلث زمین گوشه وجود دارند که نقطه A در آنها زمین شده و برخی سیستم های مثلث سر وسط زمین شده که در آنها نقطه ای وسط A و C روی سیم پیچ زمین شده است و نیز تعدای سیستم های زیگزاگ زمین شده که یک نقطه خنثی را برای زمین کردن با استفاده از تبدیل زیگزاگ بوجود می آورد.
آیوتا
.
.
.
#فیزیک #اتصال_ستاره #اتصال_مثلث #مدار #برق #المپیاد #کنکور_ارشد #کنکور_دکتری #کنکور_دکترا