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과학 85

[물리학-열역학] 07. 반데르발스(판데르발스) 방정식 (공식 유도 포함) | Van der Waals Equation

실제 기체와 반데르발스 방정식 Real Gases and Van der Waals's Equation [열역학_06. 열역학 법칙: 이상기체 상태방정식]에서 배운 내용을 토대로 우리는 이상기체의 특징에 대해서 다음과 같이 정리할 수 있다. ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223258881819 [물리학-열역학] 06. 열역학 법칙: 이상기체 상태방정식 | Fundamental of Thermodynamics: The Ideal-gas Equation 이상기체 이상기체(ideal gases): 기체의 상태방정식(equations of state)에 완벽하게 기인하여 거동하는 ... blog.naver.com ​ 이상기체는 기체 분자 간의 인력이 작용하지 않고, 기체 분자 자..

[물리학-열역학] 06. 열역학 법칙: 이상기체 상태방정식 | Fundamental of Thermodynamics: The Ideal-gas Equation

이상기체 Ideal Gases 이상기체(ideal gases): 기체의 상태방정식(equations of state)에 완벽하게 기인하여 거동하는 기체 ⇒ 여러 물질 상태들 중 가장 단순하여 이해하기 쉽다. 상태변수(state variables): 물질의 상태를 양적으로 나타내는 변수로 (1)압력 p, (2)부피 V, (3)온도 T, 그리고 (4)물질의 양(미지의 몰 수) n이 있다. ​ 물질의 부피는 압력, 온도, 물질의 양에 의해 결정된다. ⇒ 상태변수는 다변수함수이다. 부피를 결정하는 인자들을 독립적으로 변화시킬 수 없다. ⇒ 온도를 증가시키면 부피뿐만 아니라 압력도 함께 커진다. 상태변수의 관계를 상태방정식으로 간단히 표현할 수 있다. ​ 이상기체 상태방정식 The Ideal-gas Equatio..

[물리학-고전역학] 운동량과 충격량 | Momentum and Impulse

운동량에 관하여 About the Momentum 운동량(momentum): 물체의 운동을 지속시키게 하는 물리량, 운동하는 물체의 경우 운동량 때문에 물체는 정지 상태에 도달하기 어렵다. 라틴어 movimentum이 어원으로, 의미는 '움직임'이다. 초기의 운동량은 임페투스(impetus)라는 개념에서 출발했으며, 수 세기 동안 그 개념이 발전되면서, 현재 물리학에서는 '운동의 세기'의 개념으로 물체의 질량 × 물체의 속도로 정의한다. ​ 물체의 선운동량 | Linear Momentum ■ ​ 질량이 m_1, m_2인 두 입자가 속도 v_1, v_2로 동시에 움직이는 고립계를 떠올려보자. 계는 고립계이므로, 한 입자 A에 작용할 수 있는 유일한 힘은 다른 입자 B가 그 입자 A에 작용하는 힘 뿐이다. ..

[물리학-고전역학] 중력 퍼텐셜에너지 | Gravitational Potential Energy

에너지 복습 Review on Energy 에너지: 일을 할 수 있는 능력 표현 일: A가 B에게 W만큼의 일을 한다. 이때 W>0이면 A의 에너지는 W만큼 감소(W0)한다. 일의 증감 표현은 '...에게'의 목적어가 기준이다. 에너지: A의 에너지는 E만큼을 가진다. ​ 일은 반드시 상호작용의 두 대상이 존재하는 반면, 에너지는 하나의 대상(상태)만을 표현한다. A가 B에게 W만큼의 일을 한다고 했을 때, 에너지 표현은 다음과 같다. W>0: A의 에너지는 감소하고, B의 에너지는 증가한다. W

[물리학-고전역학] 적용: 중력장에서의 가우스 법칙 | Applications: Gauss's Law for Gravity

질량 분포에 따른 가우스 법칙 Applications to Mass Distributions 가우스 면의 설정에 따라 가우스의 법칙은 다양한 결과 식을 갖는다. 가우스 법칙은 장의 크기가 일정하고 원천 또한 일정한 밀도를 가질 때 적용 가능하다. 중력장의 방향과 면 법선의 방향이 평행하는 경우, 중력선속의 스칼라곱은 gA이다. ⇒ cos0=1, 최댓값 중력장의 방향과 면 법선의 방향이 수직하는 경우, 중력선속의 스칼라곱은 0이다. ⇒ cos90=0, 최솟값 ​ 가우스 법칙으로 표현한 일정한 크기의 중력장 ​■ ​ 구 질량분포 구 질량분포의 중력장을 가우스 법칙으로 계산해보자. ​ 구 외부, 한 점에서의 중력장 크기 ​ q.e.d 물리량 G: 만유인력 상수 m_encl: 가우스 표면에 갇힌 원천 질량 R:..

[물리학-고전역학] 중력장에서의 가우스 법칙 | Gauss's Law for Gravity

[고전역학_중력장과 중력선속]에서 (1)만유인력의 법칙으로 부터 유도한 중력장 식과 (1)중력선속 식을 차례로 배웠다. ​ 중력장 벡터 ■ 물리량 m_source: 원천 질량 단위벡터 r: 원천 질량에서 시험 질량으로 향하는 단위벡터 r: 원천 질량과 시험 질량 사이에 떨어진 거리 (-)부호: 중력장에 의한 상호작용인 '중력'은 항상 인력이다. cf. 전기장에서는 원천 전하와 시험 전하의 각 부호성에 따라 인력 또는 반발력이 결정된다. ​ 즉, 중력장 벡터의 음수 부호 자체가 어떤 시험 질량이 와도 '인력'의 힘 형태를 가질 것임을 반영한다. ​ 중력선속 ■ 중력선속의 크기는 중력장 g와 면벡터 A(또는 면과 수직한 단위벡터 n) 사이의 각도 θ에 의해 최댓값과 최솟값이 결정되는데, 기존의 중력선속 식의..

[물리학-고전역학] 중력장과 중력선속 | Gravitational Field and Flux

대학 물리학에서 가우스 법칙은 '선속'의 개념으로 인해 전자기학에서 본격적으로 다루지만, 같은 원리를 활용해 어떤 지점에서의 '중력장'과 '중력선속'을 구할 수 있는 일반식(중력장에서의 가우스 법칙)을 유도할 수 있다. [전자기학_전기장 2]와 [전자기학_가우스 법칙]의 내용을 함께 참조하도록 한다. ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223216608650 [물리학-전자기학] 06. 전기장 2 | Electric Field (2) 전기선속 전기선속(전기다발, flux of electric field intensity): 전기력선 다발 또는 집합 전기선속은 어... blog.naver.com https://blog.naver.com/sortie0228/223217832982 ..

[물리학-현대물리학] 이온결합 | Ionic Bonding

이온결합(ionic bond): 금속과 비금속 이온 또는 암모니움과 같은 다중 원자 사이에서 형성된 화학결합의 한 형태 전자의 이동[그림 1]으로 인한 이온 간의 정전기적 인력으로 결합이 생성된다. ​ ​ 전형 원소 중, 알칼리 금속과 알칼리 토금속은 원자가 전자 수가 적어 이온화 에너지가 적기 때문에 전자를 잃어버리기 쉽다. ⇒ 양이온이 되기 쉽다. cf. 반면, 15~17족 원소들은 전자부족으로 이온화 에너지가 커 전자를 얻기 쉽다. ⇒ 음이온이 되기 쉽다. ​ ​ 이온결합[그림 2]은 이온쌍 사이의 결합으로 중성분자 사이의 상호작용과 자주 비교된다. ​ 이온결합의 퍼텐셜에너지 ​ ■ 소금은 대표적인 이온결합 화합물로 높은 온도로 가열하면 증발이 일어나 이온쌍이 만들어 지는데[그림 3], 이들 사이의..

[물리학-고전역학] 중력장 운동 - 포물체 운동 | Projectile Motion

포물체 운동(projectile motion): 지표면을 경계로 비스듬히 위로 던진 물체[그림 2]의 운동으로 포물선(포물궤도, trajectory)[그림 1]을 이루는 것이 특징이다. 공기의 저항을 무시한다면 마찬가지로 중력에 의해서만 영향을 받는 독특한 운동이다. 포물선은 2차원의 평면에 나타나는 기하학적 모양이므로, 성분 또한 x축과 y축으로 나뉠 수 있다. 수평방향: 등속도 운동 수직방향: 연직상방 운동 ​ [고전역학_중력장 운동 - 연직상방운동, 연직하방운동]에서 배운 연직상방운동의 운동학 식을 사용할 것이다. [물리학-고전역학] 중력장 운동 - 연직상방운동, 연직하방운동 | Vertical Upward, Vertical Downward Motion ​ 중력장 운동이란,'중력'만이 물체의 운동에..

[물리학-고전역학] 중력장 운동 - 연직상방운동, 연직하방운동 | Vertical Upward, Vertical Downward Motion

​ 중력장 운동이란,'중력'만이 물체의 운동에 영향을 주는 대표적인 고전역학 영역으로 [고전역학_자유낙하물체]에서 배운 자유낙하가속도(중력가속도)와 운동학 식을 다시 활용한다. 자유낙하운동: 초기 속도가 0인 상태로 지상을 향해 연직 아래로 떨어지는 물체의 운동[그림 1] 연직상방운동: 초기 속도가 v_0를 갖는 상태로 연직 위로 던진 물체의 운동 연직하방운동: 초기 속도가 v_0를 갖는 상태로 연직 아래로 던진 물체의 운동 수평투사운동: 2차원 상에 중력을 받는 물체를 수평으로 던진 운동 [물리학-고전역학] 자유낙하물체 | Freely Falling Objects [고전역학_물체의 운동]에서 배운 물체의 운동 지식을 바탕으로 다양한 중력장 운동의 경우를 다루도록 한다. 갈릴레이의 사고 실험 Galile..

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