عملية تسييل الغاز المتتالية

درجة الحرارة الحرجة هي درجة الحرارة التي لا يمكن بعدها تكوين طور سائل مميز، بغض النظر عن الضغط المطبق. لكل غاز درجة حرارة حرجة فريدة. لتسييل غاز، يجب تبريده أولًا إلى ما دون هذه الدرجة. يُعد هذا المفهوم، الذي وضعه توماس أندروز، أساسيًا لفهم الشروط اللازمة لأي عملية تسييل.

تشتت رايلي هو التشتت المرن للضوء بواسطة جسيمات أصغر بكثير من طول موجة الضوء. هذه الظاهرة مسؤولة عن اللون الأزرق لسماء النهار. تتشتت الأطوال الموجية الزرقاء الأقصر من ضوء الشمس بفعالية أكبر بواسطة جزيئات النيتروجين والأكسجين في الغلاف الجوي مقارنةً بالأطوال الموجية الحمراء الأطول، مما يجعل السماء تبدو زرقاء من منظور الراصد.

دورة أوتو المثالية هي نموذج ترموديناميكي لمحركات الاشتعال بالشرارة. تتكون من أربع عمليات عكسية داخليًا: الانضغاط الأيزنتروبي (1-2)، وإضافة الحرارة ذات الحجم الثابت (المتساوية) (2-3)، والتمدد الأيزنتروبي (3-4)، وطرد الحرارة ذات الحجم الثابت (المتساوية) (4-1). تُشكل هذه الدورة الأساس النظري لتحليل أداء محركات البنزين، بافتراض استخدام الغاز المثالي كسائل عامل.

سرعة التفجير (VoD) هي سرعة مرور موجة الصدمة عبر المتفجرات. وهي مقياس أساسي لأداء المتفجرات وقوتها، مما يُميز المتفجرات شديدة الانفجار عن المتفجرات منخفضة الانفجار. سرعة التفجير خاصية مميزة تتأثر بالكثافة وحجم الحبيبات والاحتواء، حيث تصل القيم النموذجية إلى آلاف الأمتار في الثانية للمتفجرات شديدة الانفجار.

بالنسبة للحالة العامة ثلاثية الأبعاد للإجهاد، يتم تمثيل التحليل بثلاث دوائر موهر. تُرسم هذه الدوائر في مستوى [latex]\سيغما_n - \tau_n[/latex] باستخدام الإجهادات الرئيسية الثلاثة ([latex]\سيغما_1، \سيغما_2، \سيغما_3[/latex]) كأقطار. تحيط الدائرة الأكبر، المحددة بـ [latex]\sigma_1[/latex] و[latex]\sigma_3[/latex]، بالدائرتين الأخريين وتحدد أقصى إجهاد قص مطلق، [latex]\tau_{abs max} = (\sigma_1 - \sigma_3)/2[/latex].

يصف توزيع بولتزمان احتمال أن يكون نظام ما في حالة توازن حراري عند درجة حرارة T في حالة صغرى محددة ذات طاقة E. يتناسب هذا الاحتمال مع عامل بولتزمان، [latex]e ^{-E/ k_B T}[/latex]. ويعني ذلك أن الحالات ذات الطاقة المنخفضة من المرجح أن تكون مشغولة أضعافًا مضاعفة أكثر من الحالات ذات الطاقة الأعلى، مع تعديل درجة الحرارة لهذا التفضيل.

القوة الدافعة الكهربائية (EMF) وفرق الجهد الكهربائي (الجهد) مفهومان مختلفان، على الرغم من أن كليهما يُقاس بالفولت. القوة الدافعة الكهربائية هي الشغل المبذول لكل وحدة شحنة بواسطة قوة غير محافظة (مثل التفاعل الكيميائي أو المجال المغناطيسي المتغير) لتحريك الشحنة داخل مصدر. أما فرق الجهد فهو الشغل المبذول لكل وحدة شحنة بواسطة المجال الكهروستاتيكي المحافظ بين نقطتين.

تربط هذه الصيغة التأسيسية بين الكمية الديناميكية الحرارية العيانية للانتروبي (S) وعدد الترتيبات الميكروسكوبية الممكنة، أو الحالات الميكروية (W)، المناظرة للحالة العيانية للنظام. تكشف المعادلة، [latex]TS = k_B \n W[/latex]، أن الإنتروبيا هي مقياس للاضطراب الإحصائي أو العشوائية. والثابت [latex]k_B[/latex] هو ثابت بولتزمان الذي يربط الطاقة على مستوى الجسيمات بدرجة الحرارة.

التسامي، وهو انتقال طوري مباشر من الحالة الصلبة إلى الغازية، يحدث عند درجات حرارة وضغوط أقل من النقطة الثلاثية للمادة. النقطة الثلاثية هي الحالة الديناميكية الحرارية الفريدة التي تتعايش فيها الطور الصلب والسائل والغازي في حالة توازن. في مخطط الطور، يفصل منحنى التسامي الطور الصلب عن الغازي، حيث يبدأ عند نقطة الأصل وينتهي عند النقطة الثلاثية.

دائرة موهر هي تمثيل بياني ثنائي الأبعاد لموتر إجهاد كاوتشي. وهي تصور تحويل الإجهاد العمودي ([latex]\سيغما_n[/latex]) وإجهاد القص ([latex]\tau_n[/latex]) على مستوى موجه اعتباطياً عند نقطة ما. الإحداثي لكل نقطة على الدائرة هو الإجهاد العمودي، والإحداثي هو إجهاد القص، مما يسمح بتحديد الضغوط الرئيسية بسهولة.

إن عدد رينولدز ([latex]\{Re}[/latex]) هو كمية بلا أبعاد في ميكانيكا الموائع تستخدم للتنبؤ بأنماط التدفق من خلال تمثيل نسبة قوى القصور الذاتي إلى قوى اللزوجة. وتميز أعداد رينولدز المنخفضة التدفق الصفحي السلس والمنظم، بينما تشير أعداد رينولدز العالية إلى التدفق المضطرب الفوضوي المملوء بالدوامات. وهي ضرورية لتحديد السلوك الديناميكي للسريان الديناميكي للسائل ولتجارب القياس.

يمكن أن تحمل المجالات الكهرومغناطيسية كمية الحركة. تُعطَى كثافة كمية الحركة للمجال الكهرومغناطيسي بمتجه بوينتينغ [latex] \vec{S}[/latex] مقسومًا على مربع سرعة الضوء، [latex] \vec{S}{g} = \vec{S}/c^2 = (\vec{E} \times \vec{B})/(\mu_0 c^2)[/latex]. لكي تكون كمية الحركة محفوظة في نظام مكوَّن من جسيمات مشحونة ومجالات، يجب تضمين كمية حركة المجالات إلى جانب كمية الحركة الميكانيكية للجسيمات.