چطور ترمودینامیک فیزیک ۱ را یاد بگیریم؟
ترمودینامیک فیزیک ۱ آخرین فصل کتاب فیزیک دهم است. بخشی دشوار و چالش برانگیز که زمان کوتاهی برای یادگیری آن وجود دارد. از آنجایی که در اواخر سال تحصیلی تدریس این درس شروع می‌شود، مدرسین مدارس امکان مرور و تکرار مطالب آن را ندارند. این امر دانش آموزان را با مشکل مواجه می‌کند. خوشبختانه دانش آموزان می‌توانند بدون هزینه اضافی و با دیدن ویدیو آموزشی ترمودینامیک فیزیک ۱ این درس را بارها با معلم تکرار کنند تا مطالب آن را بیاموزند.
نگاهی به مطالب ترمودینامیک
در فصل پنجم: ترمودینامیک فیزیک ۱ درباره اصول و قانون ترمودینامیک صحبت شده است. اصلی که باعث به حرکت درآوردن هواپیما و کشتی هم می‌شود. دانشمندان با مبحث ترمودینامیک در قرن ۱۹ آشنا شدند و توانستند با به کار گیری آن صنعت را رشد دهند. در این درس به موضوعات زیر پرداخته شده است.
معادله حالت و فرآیندهای ترمودینامیکی ایستاوار فیزیک ۱
اولین بخش ترمودینامیک فیزیک ۱ به تعاریف اشاره دارد و شما باید با مفهوم تعادل ترمودینامیکی آشنا شوید. تعادل ترمودینامیکی به وضعیتی گفته می‌شود که در آن دما و فشار در تمام نقاط ظرفی که گاز در آن قرار دارد، یکسان است. با تغییر یکی از پارامترهای ترمودینامیکی، می‌توان گاز را از تعادل خارج کرد. به عنوان مثال اگر گاز داخل یک مخزن را سریع گرم کنید در بخش‌های مختلف دما تفاوت دارد. با گذشت زمان این فشار و دما در تمام بخش‌های گاز یکسان می‌شود و بار دیگر تعادل ترمودینامیکی برقرار می‌شود.
تبادل انرژی فیزیک ۱
همان طور که می‌دانید انرژی همواره در حال تبادل است و شکل آن تغییر می‌کند. انرژی بین دو جسم به دو صورت انتقال پیدا می‌کند.
- گرما
- کار
با مبحث گرما و کار در فصل‌های قبل آشنا شده‌اید و در اینجا تاثیر آنها را بر مباحث ترمودینامیک می‌آموزید. در آموزش ترمودینامیک فیزیک ۱ نگاه مختصری به گرما و کار می‌اندازیم اما برای یادگیری و درک کامل این مفاهیم لازم است مطالب قبلی را مرور کنید یا آنها را بیاموزید.
انرژی درونی و قانون اول ترمودینامیک فیزیک ۱
انرژی درونی یک ماده برابر با جمع انرژی اجزای تشکیل دهنده آن ماده است. این انرژی را با نماد U نشان می‌دهند. میزان انرژی درونی یک ماده به متغیرهای ترمودینامیکی وابسته است و می‌توان آن را با فرمول زیر محاسبه کرد.
به این قانون قانون اول ترمودینامیک یا قانون پایستگی انرژی گفته می‌شود. در نظر داشته باشید دانستن تعریف هر یک از قوانین ترمودینامیک اهمیت بالایی دارد و در امتحانات از آن سوال می‌شود. برای یادگیری این مبحث کافیست به ویدیو‌های آموزشی فیزیک دهم مدرسه مجازی آی نو سر بزنید.
برخی از فرآیندهای ترمودینامیکی فیزیک ۱
فرایندهای مختلفی در دستگاه‌های ترمودینامیکی اتفاق می‌افتد و موارد زیر از جمله رایج‌ترین آنها است و این فصل به آنها اشاره شده است.
- فرایند هم حجم
- فرایند هم فشار
- فرایند هم دما
- فرایند بی دررو
تعریف و نحوه محاسبه هر یک از این فرایندها متفاوت است و شما باید هر یک را به خوبی تشخیص دهید و مسائل آن را حل کنید. برای یادگیری بهتر و جامع این مطالب می‌توانید از آموزش ویدیویی ترمودینامیک فیزیک ۱ استفاده کنید.
چرخه ترمودینامیکی فیزیک ۱
در دستگاه‌های مختلف فرایندهای مختلفی اتفاق می‌افتد و یک دستگاه ترمودینامیکی با مجموعی از فرایندها در ارتباط است. به مجموعه این فرایندها چرخه ترمودینامیکی گفته می‌شود. یادگیری چرخه ترمودینامیکی نیاز به درک آن دارد و مدرس در زمان تدریس باید نکات را به خوبی انتقال دهد. تعاریف و مفاهیم چرخه ترمودینامیکی را در یک دفتر با عنوان خلاصه ترمودینامیک فیزیک ۱ بنویسید و با مرور در بازه‌های زمانی مختلف و کوتاه آنها را فرا گیرید.
ماشین های گرمایی فیزیک ۱
انسان برای تامین انرژی مورد نیاز خود از ماشین‌های گرمایی استفاده می‌کند و این ماشین‌ها با استفاده از فرایندهای ترمودینامیکی گرمای سوختن را به کار تبدیل می‌کنند. ماشین‌های گرمایی برون سوز اولین ماشین‌های گرمایی هستند و بعد از آن ماشین‌های درون سوز اختراع شدند. از جمله ماشین‌های درون سوز می‌توان به خودروهای بنزینی اشاره کرد.
بازدهی ماشین‌های گرمایی متفاوت است و براساس نسبت انرژی مفید خروجی و انرژی اولیه تعیین می‌شود. بشر در حال تلاش است تا بازدهی را به ماکسیمم حالت خود برساند و اتلاف انرژی را کاهش دهد. در تدریس ترمودینامیک فیزیک ۱ به موضوع بازده ماشین گرمایی هم پرداخته می‌شود.
قانون دوم ترمودینامیک فیزیک ۱
قانون دوم ترمودینامیک در ارتباط با ماشین گرمایی است و به آن بیان یخچالی هم گفته می‌شود. برای یادگیری کامل مطالب درس ترمودینامیک کتاب فیزیک ۱ باید به مثال‌های واقعی که درک بهتری از آنها دارید توجه کنید و مفاهیم را درک کنید. بعد از یادگیری مفاهیم به سراغ حل تمرین‌ها بروید.
چطور ترمودینامیک را یاد بگیریم؟
ترمودینامیک مبحثی چالش برانگیز است اما به راحتی می‌توان آن را یادگرفت. یادگیری این مطالب نیاز به تمرین دارد و بهترین راه آن تکرار فرایند آموزش و مطالعه است. می‌توانید برای تکرار یادگیری از ویدیو‌های آموزشی استفاده کنید. در زمان مشاهده ویدیو و تدریس مدرس، نکات ترمودینامیک فیزیک ۱ را یادداشت کنید و یک جزوه تهیه کنید. از حل تمرین‌ها و نمونه سوالات غافل نشوید. حل سوالات و بررسی نحوه حل آن می‌تواند به یادگیری بهتر شما کمک کند.
