آزمایش 78
اگر در یک بالن آب و جیوه بریزیم آنها نسبت به هم چگونه قرار میگیرند؟
@azphysics
اگر بالن را با سرعت زیاد حول محور بالن به چرخش در آوریم وضعیت قرار گیری جیوه و آب تغییری میکند؟
اگر در یک بالن آب و جیوه بریزیم آنها نسبت به هم چگونه قرار میگیرند؟
@azphysics
اگر بالن را با سرعت زیاد حول محور بالن به چرخش در آوریم وضعیت قرار گیری جیوه و آب تغییری میکند؟
آزمایش 79
همانطور که میدانید فشار هوا هم به روی یک صفحه (مثلاً لاستیک) وارد میشود و هم به قسمت زیرین آن.
@azphysics
اما اگر شرایطی فراهم کنیم که هوا به قسمت زیرین صفحه پلاستیکی نرسد به نظر شما چه چیز مشاهده میشود؟
همانطور که میدانید فشار هوا هم به روی یک صفحه (مثلاً لاستیک) وارد میشود و هم به قسمت زیرین آن.
@azphysics
اما اگر شرایطی فراهم کنیم که هوا به قسمت زیرین صفحه پلاستیکی نرسد به نظر شما چه چیز مشاهده میشود؟
تمسفر از لایه های متعددی از اتم ها و مولکول ها به وجود آمده است که در جهات نامعلومی در حال حرکتند برخلاف اندازه کوچکشان، هنگامی که با سطح نرمی برخورد می کنند نیرویی بر آن وارد می کنند و ما آن را به عنوان فشار مشاهده می کنیم.
هر مولکول کوچک تر از آن است که حس شود و فقط قادر است نیروی کمی را اعمال کند اما، هنگامی که همه نیروهای وارد شده از تعداد زیادی مولکول را جمع بزنیم، در نهایت فشار قابل ملاحظه ای را ملاحظه خواهیم کرد.
فشار هوا به دو طریق افزایش و یا کاهش پیدا می کند:
نخست با وارد کردن مولکول ها به درون یک محفظه فشار افزایش می یابد. حجم زیادی از مولکول ها در یک محفظه ی، خاص بر تعداد برخورد آن ها درآن محدوده اضافه کرده که به صورت یک افزایش فشار مشاهده می شود.
یک مثال خوب از این موضوع اضافه کردن و یا کاستن از هوای چرخ های اتومبیل است. با افزایش هوا به تعداد مولکول ها و هم چنین برخورد آن ها در محدوده داخلی چرخ اضافه می شود. افزایش این برخوردها نیرویی در جهت انبساط چرخ ها و افزایش فشار آن ها ایجاد می کند.
@azphysics
دومین شیوه افزایش یا کاهش فشار، اضافه کردن و یا کاستن از حرارت است. اضافه کردن دمای یک محفظه خاص می تواند انرژی را به مولکول های هوا منتقل کند، در نتیجه، مولکول ها با سرعت بیش تری حرکت کرده و با نیروی بیش تری به دیوارهای ظرف برخورد کرده که این اتفاق را به صورت یک افزایش فشار مشاهده می کنیم.
هوا، ماده ای سنگین
از آنجایی که مولکول ها در همه جهات در حرکتند این توانایی را دارند که در حال برخورد با شیئی از زیر، فشار هوا را به سمت بالا بفرستند، در اتمسفر فشار هوا در همه جهات وجود دارد. در یک ایستگاه فضایی بین المللی، غلظت هوا مشابه با آن چه در سطح زمین است نگه داشته می شود . بنابراین فشار هوا در یک ایستگاه فضایی با سطح زمین یکسان است.
هر مولکول کوچک تر از آن است که حس شود و فقط قادر است نیروی کمی را اعمال کند اما، هنگامی که همه نیروهای وارد شده از تعداد زیادی مولکول را جمع بزنیم، در نهایت فشار قابل ملاحظه ای را ملاحظه خواهیم کرد.
فشار هوا به دو طریق افزایش و یا کاهش پیدا می کند:
نخست با وارد کردن مولکول ها به درون یک محفظه فشار افزایش می یابد. حجم زیادی از مولکول ها در یک محفظه ی، خاص بر تعداد برخورد آن ها درآن محدوده اضافه کرده که به صورت یک افزایش فشار مشاهده می شود.
یک مثال خوب از این موضوع اضافه کردن و یا کاستن از هوای چرخ های اتومبیل است. با افزایش هوا به تعداد مولکول ها و هم چنین برخورد آن ها در محدوده داخلی چرخ اضافه می شود. افزایش این برخوردها نیرویی در جهت انبساط چرخ ها و افزایش فشار آن ها ایجاد می کند.
@azphysics
دومین شیوه افزایش یا کاهش فشار، اضافه کردن و یا کاستن از حرارت است. اضافه کردن دمای یک محفظه خاص می تواند انرژی را به مولکول های هوا منتقل کند، در نتیجه، مولکول ها با سرعت بیش تری حرکت کرده و با نیروی بیش تری به دیوارهای ظرف برخورد کرده که این اتفاق را به صورت یک افزایش فشار مشاهده می کنیم.
هوا، ماده ای سنگین
از آنجایی که مولکول ها در همه جهات در حرکتند این توانایی را دارند که در حال برخورد با شیئی از زیر، فشار هوا را به سمت بالا بفرستند، در اتمسفر فشار هوا در همه جهات وجود دارد. در یک ایستگاه فضایی بین المللی، غلظت هوا مشابه با آن چه در سطح زمین است نگه داشته می شود . بنابراین فشار هوا در یک ایستگاه فضایی با سطح زمین یکسان است.
آزمایش 80
موتورهای درونسوز یا موتورهای احتراق داخلی به موتورهایی گفته میشود که در آنها مخلوط سوخت و اکسیدکننده (معمولاً هوا یا اکسیژن) در داخل محفظهٔ بستهای واکنش داده و محترق میشوند. بر اثر احتراق گازهای داغ با دما و فشار بالا حاصل میشوند و بر اثر انبساط این گازها قطعات متحرک موتور به حرکت درآمده و کار انجام میدهند.[۱] هرچند غالباً منظور از بهکار بردن اصطلاح موتورهای درونسوز، موتورهای معمول در خودروها میباشند، با این حال موتورهای موشک و انواع موتورهای جت نیز مشمول تعریف موتورهای درونسوز میشوند.
@azphysics
موتور درونسوز، یک وسیلهٔ گردنده است که در خودروها، هواگردها، قایق موتوری، موتورسیکلتها و صنایع کاربرد دارد. بدون بهرهگیری از موتورهای درونسوز، اختراع و ساخت هواپیماها ممکن نبود. تا پیش از پرواز نخستین هواپیمای جت در سال ۱۹۳۹، نیروی محرکه تمام هواپیماها در واقع توسط موتورهای درونسوز تأمین میشد.
@azphysics
موتور درونسوز اتو
این موتورها را به دسته کلی موتور چهارزمانه و موتورهای دوزمانه میتوان تقسیم کرد. اصول کاری این موتورها مشابهاست. لیکن نحوه عمل آنها به علت تفاوتهای ساختاری اندکی متفاوت است. البته ازنوع امروزی تر باید به چهار زمانه اشاره کرد که حتی تأثیر کمتری بر روی آلودگی هوا دارد.
موتور چهارزمانه: این موتورها برای هر انفجار (مرحلهٔ تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی) بایستی چهار مرحلهٔ مکش، تراکم، انفجار و تخلیه را انجام دهند.
موتورهای دوزمانه: این موتورها در هر دور چرخش دارای یک انفجار هستند. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم بهعنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم بهعنوان مرحلهٔ بعدی صورت میگیرد.
راندمان موتورهای دو زمانه به مراتب از موتورهای چهارزمانه بیشتر است.
نخستین موتور درونسوز چهارزمانه توسط نیکلاس اوگوست اوتو، مخترع آلمانی ویلیام وگنر و در سال ۱۸۷۶ ساختهشد.
موتورهای درونسوز یا موتورهای احتراق داخلی به موتورهایی گفته میشود که در آنها مخلوط سوخت و اکسیدکننده (معمولاً هوا یا اکسیژن) در داخل محفظهٔ بستهای واکنش داده و محترق میشوند. بر اثر احتراق گازهای داغ با دما و فشار بالا حاصل میشوند و بر اثر انبساط این گازها قطعات متحرک موتور به حرکت درآمده و کار انجام میدهند.[۱] هرچند غالباً منظور از بهکار بردن اصطلاح موتورهای درونسوز، موتورهای معمول در خودروها میباشند، با این حال موتورهای موشک و انواع موتورهای جت نیز مشمول تعریف موتورهای درونسوز میشوند.
@azphysics
موتور درونسوز، یک وسیلهٔ گردنده است که در خودروها، هواگردها، قایق موتوری، موتورسیکلتها و صنایع کاربرد دارد. بدون بهرهگیری از موتورهای درونسوز، اختراع و ساخت هواپیماها ممکن نبود. تا پیش از پرواز نخستین هواپیمای جت در سال ۱۹۳۹، نیروی محرکه تمام هواپیماها در واقع توسط موتورهای درونسوز تأمین میشد.
@azphysics
موتور درونسوز اتو
این موتورها را به دسته کلی موتور چهارزمانه و موتورهای دوزمانه میتوان تقسیم کرد. اصول کاری این موتورها مشابهاست. لیکن نحوه عمل آنها به علت تفاوتهای ساختاری اندکی متفاوت است. البته ازنوع امروزی تر باید به چهار زمانه اشاره کرد که حتی تأثیر کمتری بر روی آلودگی هوا دارد.
موتور چهارزمانه: این موتورها برای هر انفجار (مرحلهٔ تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی) بایستی چهار مرحلهٔ مکش، تراکم، انفجار و تخلیه را انجام دهند.
موتورهای دوزمانه: این موتورها در هر دور چرخش دارای یک انفجار هستند. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم بهعنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم بهعنوان مرحلهٔ بعدی صورت میگیرد.
راندمان موتورهای دو زمانه به مراتب از موتورهای چهارزمانه بیشتر است.
نخستین موتور درونسوز چهارزمانه توسط نیکلاس اوگوست اوتو، مخترع آلمانی ویلیام وگنر و در سال ۱۸۷۶ ساختهشد.
آزمایش 84
@azphysics
کشش سطحی (به انگلیسی: Surface tension) ویژگیای در مایعها است که باعث میشود لایه بیرونی آنها به صورت ورقهای کشسان عمل کند. این همان ویژگیای است که موجب ربایش دو سطح مایع به یکدیگر میشود؛ مانند دو قطرهٔ آب که همدیگر را میربایند و قطرهٔ بزرگتری میسازند. کشش سطحی کمیتی است که بعد نیرو در واحد طول یا انرژی در واحد سطح دارد و در فیزیک معمولاً با {\displaystyle \gamma } \gamma نشان داده میشود. کشش سطحی را همچنین میتوان مقدار کار لازم برای ایجاد واحد سطح مشترک جدید در نظر گرفت.
و علت ان
هر مولکول مایع از سوی مولکولهای دیگرِ مایع ربوده میشود. مولکولهایی که درون حجم مایع هستند، از همه جهت ربوده میشوند و برایند نیروی وارد به آنها صفر است. اما مولکولهایی که در سطح مایع هستند، تنها از یک جهت از سوی دیگر مولکولها ربوده میشوند و نیروی ربایش در آن سوی مرز مایع (مثلاً از طرف مولکولهای هوا) به آنها کمتر است. بنابراین، به مولکولهای روی سطح مایع نیروی خالصی به سمت درون وارد میشود که این نیرو با مقاومت مایع در برابر فشردهشدن خنثی میشود. در نتیجه، نیرویی در مایع به وجود میآید که میخواهد سطح مایع را کم کند. از همین رو سطح مایع به شکل ورقهای الاستیک عمل میکند و آن قدر جمع میشود که کمترین سطح ممکن را داشته باشد.
@azphysics
راه دیگر برای توضیح کشش سطحی این است که یک مولکول اگر در کنار مولکول همسایهاش باشد، انرژیاش کمتر از وقتی است که کنار آن همسایه نباشد. مولکولهای درونی بیشترین تعداد همسایههای ممکن را دارند. ولی مولکولهایی که در سطح هستند همسایههای کمتری دارند و بنابراین انرژیشان بیشتر از انرژی مولکولهای درونی است. بنابراین، وقتی که مایع میخواهد انرژی کلش را کمینه کند، میکوشد تا از شمار مولکولهای سطحیاش بکاهد، و این یعنی یک مایع میخواهد کمترین سطح ممکن را داشته باشد.
@azphysics
کشش سطحی (به انگلیسی: Surface tension) ویژگیای در مایعها است که باعث میشود لایه بیرونی آنها به صورت ورقهای کشسان عمل کند. این همان ویژگیای است که موجب ربایش دو سطح مایع به یکدیگر میشود؛ مانند دو قطرهٔ آب که همدیگر را میربایند و قطرهٔ بزرگتری میسازند. کشش سطحی کمیتی است که بعد نیرو در واحد طول یا انرژی در واحد سطح دارد و در فیزیک معمولاً با {\displaystyle \gamma } \gamma نشان داده میشود. کشش سطحی را همچنین میتوان مقدار کار لازم برای ایجاد واحد سطح مشترک جدید در نظر گرفت.
و علت ان
هر مولکول مایع از سوی مولکولهای دیگرِ مایع ربوده میشود. مولکولهایی که درون حجم مایع هستند، از همه جهت ربوده میشوند و برایند نیروی وارد به آنها صفر است. اما مولکولهایی که در سطح مایع هستند، تنها از یک جهت از سوی دیگر مولکولها ربوده میشوند و نیروی ربایش در آن سوی مرز مایع (مثلاً از طرف مولکولهای هوا) به آنها کمتر است. بنابراین، به مولکولهای روی سطح مایع نیروی خالصی به سمت درون وارد میشود که این نیرو با مقاومت مایع در برابر فشردهشدن خنثی میشود. در نتیجه، نیرویی در مایع به وجود میآید که میخواهد سطح مایع را کم کند. از همین رو سطح مایع به شکل ورقهای الاستیک عمل میکند و آن قدر جمع میشود که کمترین سطح ممکن را داشته باشد.
@azphysics
راه دیگر برای توضیح کشش سطحی این است که یک مولکول اگر در کنار مولکول همسایهاش باشد، انرژیاش کمتر از وقتی است که کنار آن همسایه نباشد. مولکولهای درونی بیشترین تعداد همسایههای ممکن را دارند. ولی مولکولهایی که در سطح هستند همسایههای کمتری دارند و بنابراین انرژیشان بیشتر از انرژی مولکولهای درونی است. بنابراین، وقتی که مایع میخواهد انرژی کلش را کمینه کند، میکوشد تا از شمار مولکولهای سطحیاش بکاهد، و این یعنی یک مایع میخواهد کمترین سطح ممکن را داشته باشد.