-
უკვე რამდენჯერმე ვთქვი, რომ დიდი U
აღნიშნავს
-
სისტემის შინაგან ენერგიას.
-
და აქ ყველაფერია გაერთიანებული.
-
მოლეკულების კინეტიკური ენერგია.
-
პოტენციური ენერგია, თუ მოლეკულები
ვიბრირებენ.
-
ბმებში მოთავსებული ქიმიური ენერგია.
-
ელექტრონების, რომლებსაც მოძრაობა უნდათ,
იმათი პოტენციური ენერგია.
-
-
მაგრამ, ქიმიის, ფიზიკის ან
თერმოდინამიკის დამწყების
-
კურსში შეგვიძლია ჩავთვალოთ, რომ
-
სისტემა
-
იდეალური გაზია.
-
და კიდევ უფრო უკეთესი-ერთატომიანი იდეალური
გაზი.
-
ან ყველაფერი ჩემს სისტემაშ ინდივიდუალური
ატომია.
-
ამ შემთხვევაში სისტემაში ერთადერთი ენერგია
-
თითოეული ნაწილაკის კინეტიკური ენერგიაა.
-
ამ ვიდეოში -შედარებით მეტი
-
მათემატიკა დაგვჭირდება,მაგრამ ვინც ბოლომდე
გამომყვება,
-
მათთვის დამაკმაყოფილებელი იქნება--ვიდეოში
მინდა ვაჩვენო რა კავშირშია სისტემის შიდა
-
ენერგია კონკრეტულ წნევასთან, მოცულობასა და
-
ტემპერატურასთან.
-
გვინდა წნევისა და მოცულობის ან
ტემპერატურის დაკავშირება
-
შინაგან ენერგიასთან.
-
გაითვალისწინეთ,რომ აქამდე ყველა ვიდეოში
მხოლოდ ვსაუბრობდით შინაგანი
-
ენერგიის ცვლილებაზე.
-
ეს კი დავაკავშირეთ სისტემაში სითბოს
დამატებასთან ან გამოკლებასთან,
-
აგრეთვე სისტემაზე გაწეულ მუშაობასთან ან
მის მიერ
-
შესრულებულ მუშაობასთან.
-
მაგრამ ახლა,სანამ სამუშაოს შევასრულებთ ან
სითბოს
-
დავამატებთ,როგორ მივხვდეთ რა არის
-
სისტემის შინაგანი ენერგია
-
ჩავატაროთ თეორიული
-
ექსპერიმენტი.
-
აქ ცოტას გავამარტივებ.
-
მაგრამ თქვენთვის დამაკმაყოფილებელი იქნება.
-
დავხატავ კუბს.
-
მგონია, რომ ეს ფსევდო-დამტკიცება უკვე
გაკეთებული მაქვს
-
მაგრამ არ მახსოვს შინაგან ენერგიას
დავუკავშირე
-
თი არა.
-
ამას აქ გავაკეთებ.
-
ვთქვათ ჩემი სისტემა კუბია.
-
და ვთქვათ კუბის გვერდი ყველა მიმართულებით
-
x-ია
-
x-ია სიმაღლე, სიგანე და სიგრძე.
-
მისი მოცულობა კი x-ია მესამე ხარისხში.
-
ვთქვათ მაქვს n ნაწილაკი
-
სისტემაში (დიდი) N
-
შემეძლო დამეწერა პატარა n მოლი,
მაგრამ იყოს
-
პირდაპირი.
-
მაქვს N ნაწილაკი
-
ისინი ყველა თავის საქმეს აკეთებენ.
-
აქ გავაკეთებ უხეშ გამარტივებას.
-
მაგრამ, ვფიქრობ
-
რომ ეს გონივრულია.
-
ჩვეულებრივ სისტემაში,ყოველი ნაწილაკი(ეს
აქამდეც
-
გაგვიკეთებია)თავისთვის ყველა მიმართულებით
-
დახტუნავს.
-
და როდესაც ისინი კედლებიდან ისხლიტებიან,ეს
წარმოქმნის
-
წნევას.
-
ისინი ერთმანეთს ეჯახებიან და ა.შ.
-
სხვადასხვა მიმართულებით.
-
გამოანგარიშების გასამარტივებლად,
-
და რაციონალური დროის მონაკვეთში ჩასატევად
-
გავაკეთებ დაშვებას.
-
დავუშვებ, რომ ნაწილაკთა 1/3
-
ყოველი ღერძის
-
პარალელურად მოძრაობს.
-
ნაწილაკთა 1/3 ამ მიმართულებით მოძრაობს-
-
შეგვიძლია ვთქვათ მარცხნიდან მარჯვნივ.
-
ნაწილაკთა 1/3 მიდის ზემოთ და ქვემოთ.
-
და ნაწილაკთა 1/3 წინ და უკან.
-
ვიცით, რომ რეალურად ასე არ ხდება,მაგრამ ეს
-
ჩვენს გამოთვლებს ამარტივებს.
-
და თუ სტატისტიკურ მექანიკას გამოვიყენებთ
-
ყველა ნაწილაკზე, საბოლოოდ მაინც იგივე
შედეგს
-
მივიღებთ. ვთქვი რა ეს, ვამბობ,
-
რომ ეს არის უხეში,ზედმეტად
-
გამარტივება.
-
შანსი იმისა, რომ სისტემა ზუსტად ასეთია,
არის
-
ძალიან პატარა.ენტროპიაზე მოგვიანებით
-
ვილაპარაკებთ,და ვიტყვით, რატომ
-
არის ამის ალბათობა ძალიან პატარა
-
მაგრამ,ეს შესაძლოა იყოს ჩვენი
-
სისტემა,ის კი წარმოქმნის წნევას
-
ეს ჩვენს გამოთვლებს ამარტივებს.
-
ვთქვი რა ეს, ახლა გამოვიკვლიოთ სისტემა.
-
გვერდიდდან შევხედოთ.~
-
აი ამ გვერდიდან შევხედოთ.
-
და გამოვიკვლიოთ ერთი ნაწილაკი.
-
მგონი მწვანედ უნდა გამეკეთებინა
-
მაგრამ, ვთქვათ, მაქვს ერთი ნაწილაკი.
-
აქვს მასა m და სიჩქარე v.
-
ეს ჩემ სისტემაში არსებულ N ნაწილაკთაგანია.
-
მაგრამ მე მაინტერესებს, რამხელა წნევით
მოქმედებს
-
ეს ნაწილაკი ამ კედელზე.
-
ჩვენ ვიცით ამ კედლის ფართობი არა?
-
ამ კედლის ფართობი არის x გამრავლებული
x-ზე.
-
ანუ x კვადრატში.
-
რამხელა ძალით მოქმედებს ეს ნაწილაკი?
-
ამ კუთხით დავფიქრდეთ
-
ის მიდის პირდაპირ ან მარცხნიდან მარჯვნივ-
აი ასე.
-
ძალით კი მაშინ მოქმედებს, როცა ის იმპულსს
იცვლისს.
-
აქ ცოტა კინეტიკის გამეორებას გავაკეთებ.
-
ძალა ტოლია მასა გამრავლებული აჩქარებაზე.
-
აჩქარება შეგვიძლია ჩავწეროთ, როგორც---ეს
ტოლია მასა
-
გამრავლებული დროთა განმავლობაში სიჩქარის
ცვლილებაზე.
-
და როგორც ვიცით, ეს შეგვიძია ჩავწეროთ,
როგორც
-
--მასა მუდმივია და ჩვენთვის საჭირო
ფიზიკაში არ იცვლება-
-
აქ იქნება დელტა.
-
ეს შეგვიძია ცვლილების შიგნით
-
ჩავწეროთ. ანუ დელტა mv გაყოფილი დროის
ცვლილებაზე.
-
ეს კი იმპულსის ცვლილება, არა?
-
'ეს ტოლია იმპულსის ცვლილება გაყოფილი
დროის ცვლილებაზე.
-
ეს ძალის ჩასაწერი კიდევ ეთი ფორმაა.
-
რა იქნება ამ ნაწილაკისათვის
-
იმპულსის ცვლილება?
-
ის ამ კედელს შეეჯახება.
-
ამ მიმართულებით მას აქვს გარკვეული იმპულსი
-
მისი იმპულსი mv-ის ტოლია.
-
ის ამ კედელს შეეჯახება და პირდაპირ
-
ამ მიმართულებით აისხლიტება.
-
რა იქნება მისი იმპულსი?
-
მას იგივე მასა ექნება
-
და იგივე სიჩქარე.
-
ჩავთვალოთ რომ მთლიანად დრეკადი შეჯახებაა.
-
სითბოში და სხვა რაგაცეებში არაფერი
იკარგება
-
მაგრამ სიჩქარეს საწინააღმდეგო
-
მიმართულება აქვს.ამიტომ იმპულსი იქნება
მინუს mv,რადგან სიჩქარემ მიმართულება
-
შეიცვალა.
-
თუ ვიწყებ mv იმპულსით და ვისხლიტავთ მინუს
mv-თი
-
მაშინ რა არის ჩემი ცვლილება
-
იმპულსში?
-
იმპულსის ცვლილება ასხლეტის შემდეგ იქნება
-
ამ ორს შორის სხვაობა, რაც
-
2mv არის.
-
ეს ძალას არ მაძლევს.
-
იმპულსის ცვლილება უნდა ვიცოდე დროის
ერთეულში.
-
რამდენა ხშირად ხდება ეს?
-
რამდენად ხშირად?
-
ეს ყოველთვის ხდება, როცა აქ მოვდივართ.
-
ამ კედელს
-
შევეჯახებით. ეს ნაწილაკი შემდეგ
-
აქამდე მოვა,შეეჯახება, ისევ
-
აქ დაბრუნდება და შეეჯახება.
-
რამდენა ხშირად მოხდება ეს?
-
რამდენ ხნიანი ინტერვალია შეჯახებებს
-
შორის?
-
ნაწილაკმა უნდა გაიაროს x მანძილი უკან
დასაბრუნებლად.
-
შემდეგ შეეჯახება.
-
მერე მარცხნივ გაივლის x -ს მარცხნივ.
-
მანძილი x-ია.
-
ამას სხვა ფრად გავაკეთებ.
-
ეს მანძილი x -ია.
-
მას x ის გავლა მოუწევს დასაბრუნებლად.
შემდეგ ისევ
-
xის გავლა მოუწევს დასაბრუნებლად
-
ანუ ჯამში 2x-ის გავლა მოუწევს.
-
2x-ს რამდენი ხანი დასჭირდება?
-
დრო დელტა T ტოლია- ეს ვიცით
-
მანძილი არის სიჩქარე გამრავლებული დროზე.
-
მანძილი გავყოთ სიჩქარეზე და მივიღებთ
-
საჭირო დროს.
-
ეს მარტივი ფორმულაა.
-
დელტა T არის განვლილი მანძლი წინ
-
და უკან
-
ანუ 2 x გაყოფილი-- რა არის სიჩქარე?
-
სიჩქარე არის--
-
გაყოფილი v-ზე.
-
აი ესეც.
-
ეს არის ჩვენი დელტა T
-
ჩვენი იმპულსის ცვლილება, საწყის იმპულსზე
-
ორჯერ მეტია.
-
რადგან იგივე სიჩქარით ავისხლიტეთ, მაგრამ
საწინააღმდეგო
-
მიმართულებით. ეს
-
არის ჩვენი იმპულსის
-
ცვლილება. დროის ცვლილება კი ეს არის.
-
ეს არის შეჯახებებს შორის გასავლელი
მანძილი გაყოფილი
-
სიჩქარეზეა.
-
ეს 2x გაყოფილი v-ზე. ეს ტოლია 2mv
გამრავლებული
-
ამის შებრუნებულზე, ეს უბრალოდ წილადებია.
-
v გაყოფილი2x-ზე.
-
ეს რისი ტოლია?
-
ორები იკვეცება.
-
ეს ტოლია mv კვადრატში გაყოფილი x-ზე.
-
ეს საინტერესოა.
-
უკვე რაღაც საინტერსოს მივადექით.
-
და თუ ჯერ არ გგონიათ საინტერესო,ერთი წამი
მოიცადეთ
-
ამ ძალით მოქმედებს ერთი ნაწილაკი
-
ამ კედელზე.
-
ფართობი რა იყო?
-
ჩვენ წნევა გვაინტერესებს.
-
აქ დავწერეთ.
-
წნევა არის ძალა გაყოფილი ფართობზე.
-
ეს არის ამ ნაწილაკის ძალა.
-
ეს არის mv კვადრატში გაყოფილი x-ზე,
გაყოფილი
-
კედლის ფართობზე.
-
კედლის ფართობი რა არის?
-
ფართობია--თითო გვერდი x-ია.
-
თუ კედელს აქ დავხატავთ--ფართობი აროს x
გამრავლებული
-
x-ზე ანუ x კვადრატი .
-
ანუ ამ კედლის ფართობზე გავყოთ, ეს არის x
კვადრატი .
-
ანუ რისი ტოლია ეს?
-
ეს ტოლია mv კვადრატი გაყოფილი x-ის კუბზე
-
ეს არის გამრავლება 1/ x კვადრატზე-
-
ამიტომ xკუბი ხდება.
-
ესეც უბრალოდ წილადებია.
-
აქ არის საინტერესო რამ.
-
წნება უბრალოდ ამ ნაწილაკისა არის
-
mv კვადრატი გაყოფილი
-
x-ის კუბზე.
-
რა არის x-ის კუბი?
-
ეს კონტეინერის მოცულობაა.
-
გაყოფილი მოცულობაზე.
-
ამას დიდი V-თი ავღნიშნავ. ვნახოთ
-
სხვა რამე საინტერესოსთან თუ
დავაკავშირებთ
-
ანუ წნევა,რომლითაც ერთი ნაწილაკი მოქმედებს
-
---ეხლა კიდევ ერთ ნაბიჯს გავაკეთებ.
-
ეს ერთი ნაწილაკია კედელზე არა?
-
ეს ერთი ნაწილაკის მოქმედებაა
-
კედელზე. სულ კუბში N ნაწილაკია,
-
მათი რა ნაწილი
-
აისხლიტება ამ კედლიდან?
-
რამდენი აკეთებს ზუსტად იგივეს,
-
რასაც ეს ნაწილაკი?
-
როგორც უკვე ვთქვი
-
ამ მიმართულებით 1/3 მოძრაობს.
-
1/3 ზემოთ-ქვემოთ დადის.
-
1/3 დადის წინ და უკან.
-
ამიტომ,თუ სულ N ნაწილაკი გვაქვს, N/3
-
ნაწილაკი აკეთებს ზუსტად იმას, რასაც ეს
ნაწილაკი აკეთებს.
-
ეს არის ერთი ნაწილაკის წნევა,
-
თუ მინდა ყველა ნაწილაკის წნევა ამ კედელზე-
-
ამ კედელზე მთლიანი წნევა იქნებ
-
N /3 ნაწილაკისგან.
-
დანარჩენი ნაწილაკები ამ კედლიდან არ
-
ისხლიტებიან. მათ არ ვითვალისწინებთ.
-
მთლიანი წნევა ამ კედელზე იქნება
-
დავწერ წნევა, ინდექსად კედელი.
-
მთლიანი წნევა ამ კედელზე იქნება, წნევა
-
ერთი ნაწილაკისგან mv კვადრატში გაყოფილი
მოცულობაზე, გამრავლებული იმ ნაწილაკების
-
ოდენობაზე, რომლებიც კედელს ეჯახებიან.
-
სულ ასეთი ნაწილაკების ოდენობაა N/3-ია,
რადგან
-
ამდენი ნაწილაკი მიდიდს ამ მიმართულებით.
-
ანუ მთლიანი წნევა კედელზე იქნება mv
კვადრატში გაყოფილი კონტეინერის
-
მოცულობაზე, გამრავლებული ნაწილაკების
-
რაოდენობაზე, გაყოფილი 3-ზე
-
ვნახოთ, თუ შეგვიძლია კიდევ რაღაცეების
მანიპულირება.
-
თუ ორივე მხარეს გავამრავლებთ...ვნახოთ რა
შეგვიძლია.
-
თუ ორივე მხარეს გავამრავლებთ 3v-ზე,
მივიღებთ pv გამრავლებული 3-ზე უდრის mv
-
კვადრატში, გამრავლებული N-ზე ანუ
ნაწილაკების რაოდენობაზე.
-
ახლა ორივე მხარე გავყოთ N-ზე.
-
ვიღებთ 3pv გაყოფილი--ანდა N დავტოვოთ.
-
ორივე მხარე გავყოთ 2-ზე.
-
რას ვიღებთ?
-
3/2 pv ტოლია...ახლაა საინტერესო.
-
ტოლია N(ნაწილაკების რაოდენობა)
გამრავლებული mv კვადრატში
-
გაყოფილი ორზე.
-
ტოლობა ორზე ამის მისაღებად
-
გავყავით. ეს
-
კონკრეტული მიზეზის გამო გავაკეთე
-
რა არის mv კვადრატში გაყოფილი 2-ზე?
-
mv კვადრატში გაყოფილი 2-ზე არის იმ
პატარა საწყისი ნაწილაკის
-
კინეტიკური ენერგია.
-
ეს კინეტიკური ენერგიის ფორმულაა.
-
კინეტიკური ენერგია ტოლია mv კვადრატში
გაყოფილი 2-ზე.
-
ეს ერთი ნაწილაკის კინეტიკური ენერგიაა.
-
ამას ვამრავლებთ ყველა ნაწილაკის ოდენობაზე-
-
გამრავლებული N-ზე.
-
N-ჯერ ერთი ნაწილაკის კინეტიკური ენერგია
იქნება ყველა
-
ნაწილაკის კინეტიკური ენერგია.
-
ჩვენ კიდევ ერთი დაშვება გავაკეთეთ.
-
დავუშვით, რომ ყველა ნაწილაკს ერთი
-
სიჩქარე და მასა აქვს.
-
რეალურად ნაწილაკებს შესაძლოა ძალიან
განსხვავებული
-
სიჩქარეები ჰქონდეთ.
-
მაგრამ ეს ჩვენი დაშვებაა გასამარტივებლად
-
დავუშვით, რომ ყველას ეს აქვს
-
თუ ამას N-ზე ვამრავლებთ, ეს იქნება
-
მთლიანი სისტემის კინეტიკური ენერგია.
-
თითქმის მოვრჩით.
-
უფრო სწორად მოვრჩით.
-
დავასკვენით, რომ სისტემის კინეტიკური
ენერგია ტოლია
-
3/2 გამრავლებული წნევაზე, გამრავლებული
-
სისტემის მოცულობაზე
-
რა არის სისტემის კინეტიკური ენერგია?
-
მისი შინაგანი ენერგია.
-
რადგან ვთქვით, რომ სისტემის მთელი ენერგია
-
,რადგან გაზი ერთატომიანი და იდეალურია,
-
მთელი ენერგია, კინეტიკური ენერგიაა.
-
შეგვიძლია ვთქვათ, რომ სისტემის შინაგანი
-
ენერგია, უბრალად მთლიანი კინეტიკური
ენერგიაა,ტოლია
-
3/2 გამრავლებული მთლიან წნევასა და
მოცულობაზე.
-
ახლა მეტყვით- სალ, შენ მხოლოდ ამ გვერდზე
გაარკვიე
-
წნევა.
-
წნევა ამ ,ამ და კუბის ყველა დანარჩენ
-
გვერდზე?
-
კუბის ყველა გვერდზე
-
წნევა ერთია.
-
უბრალოდ ერთ გვერდზე უნდა ვიპოვოთ წნევა და
-
იგივეა წნევა მთელს
-
სისტემაზე.
-
კიდევ რისი გაკეთება
-
შეგვიძლია ამით? ვიცით, რომ pv=nRT
იდეალური გაზის ფორმულა
-
pv=nRT, სადაც ეს გაზის რაოდენობაა მოლებში.
-
ეს კი იდეალური გაზის მუდმივია.
-
ეს ტემპერატურაა კელვინებში.
-
აქ გავაკეთებთ ჩნაცვლებას და ვიტყვით, რომ
-
შინაგანი ენერგია ჩაიწერება, როგორც 3/2
გამრავლებული
-
მოლების რაოდენობაზე, იდეალური გაზის
მუდმივზე
-
და ტემპერატურაზე.
-
ბევრი ვიმუშავე და ბევრი მათემატიკა
გამოვიყენე.
-
მაგრამ შედეგი საინტერესოა.
-
რადგან ახლა პირდაპირი დამოკიდებულება
გვაქვს.
-
თუ იცი წნევა და მოცულობა, გეცოდინება
-
სისტემის შინაგანი ენერგია/
-
კინეტიკური ენერგია.
-
ან თუ იცი ტემპერატურა და მოლეკულების
-
რაოდენობა, გეცოდინება სისტემის
-
შინაგანი ენერგია.
-
მინდა აქედან რამდენიმე მნიშვნელოვანი
რამ დაგრჩეთ.
-
თუ ჩვენს იდეალურ სიტუაციაში ტემპერატურა არ
იცვლება, ანუ
-
დელტა T=0, თუ ეს არ იცვლება,
-
ნაწილაკების რაოდენობაც არ შეიცვლება,
-
ამიტომ შინაგანი ენერგიაც არ შეიცვლება.
-
თუ ვამბობთ,რომ შინაგან ენერგიაში არის
ცვლილება,
-
ამას მომავალ დამტკიცებებში გამოვიყენებ,
-
ეს ტოლია 3/2 გამრავლებული nR-ზე და..
-
ერთად ერთი რამ, რაც შეიძლება შეიცვალოს-
მოლეკულების
-
ოდენობა და იდეალური გაზის მუდმივი ვერ
შეიცვლება-არის
-
ტემპერატურა.ან შესაძლოა ჩაიწეროს,როგორც
3/2 გამრავლებული pv-ის ცვლილებაზე. არ
-
ვიცით,რომელიმე მუდმივია თუ არა
-
ამიტომ უნდა ავწეროთ ნამრავლის ცვლილება.
-
ეს შედარებით ბევრ მათემატიკას მოითხოვდა.
-
ამისთვის ბოდიშს გიხდით.
-
მაგრამ იმედია უკეთ ხვდებით, რომ ეს უბრალოდ
-
ყველა კინეტიკური ენერგიის ჯამია.
-
ის დავუკავშირეთ ცვლადებს, როგორიცაა
-
წნევა, მოცულობა და რო.
-
და რადგან ამაზე ვიდეო გავაკეთე, მომავალ
-
დამტკიცებებში შევძლებ ამის გამოყენებას.
-
ან ბევრს არ იწუწუნებთ მაინც,თუ გამოვიყენე.
-
შემდეგ ვიდეოში გნახავთ.