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

Vowels CURE
2024-03-01
متصلة " بالمر" Balmer continuum
17-12-2017
لابلاس – بيار سيمون دي
7-9-2016
ارشادات الكتابة للغة اعلان فعالة
8-10-2021
عثمان بن عبد الله بن إبراهيم بن محمد
26-06-2015
جهل الوالدين وإهانة الطفل
2024-02-25

Atmospheric Energy  
  
955   03:27 مساءاً   date: 25-8-2016
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 13


Read More
Date: 13-7-2016 1085
Date: 18-8-2016 880
Date: 11-8-2016 926

Atmospheric Energy

The density of the Earth’s atmosphere, ρ (z), varies with height z above the Earth’s surface. Assume that the “thickness” of the atmosphere is sufficiently small so that it is in a uniform gravitational field of strength g.

a) Write an equation to determine the atmospheric pressure P (z), given the function ρ (z).

b) In a static atmosphere, each parcel of air has an internal energy ∆Ei and a gravitational potential energy ∆Eg. To a very good approximation, the air in the atmosphere is an ideal gas with constant specific heat. Using this assumption, the result of part (a), and classical thermodynamics, show that the total energy in a vertical column of atmosphere of cross-sectional area A is given by

and that the ratio of energies is

where T is the temperature, P0 is the pressure at the Earth’s surface, μ is the molar mass, Cp is the molar specific heat at constant pressure, and γ ≡ Cp/Cv is the ratio of specific heats.

Hint: The above results do not depend on the specific way in which P(z), T(z) and ρ (z) vary as a function of z (e.g., isothermal, adiabatic, or something intermediate). They depend only on the fact that P(z) is monotonically decreasing. At some step of the derivation, you might find it useful to do an integration by parts.

SOLUTION

a) Again starting with the ideal gas law

we have

(1)

b) The gravitational energy of a slice of atmosphere of cross section A and thickness dz at a height z is simply

(2)

while the internal energy of the same slice is

(3)

The total internal energy Ei is given by the integral of (S.4.21.3):

(4)

We wish to change the integral over z into an integral over P. To do so, first consider the forces on the slice of atmosphere:

(5)

Rearranging (5), we have

(6)

Substituting (6) into (4), we obtain

(7)

The total gravitational energy Eg may be found by integrating (2):

(8)

Integrating by parts gives

(9)

The first term on the RHS of (9) is zero since at the limits of evaluation either z = 0 or ∫ ρ (z') = 0, so we have

(10)

The ratio of energies Eg/Ei, from (10) and (7) is

(11)

Finally,

(12)




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.