La distribuzione di Boltzmann

La batteria al piombo-acido è la prima batteria ricaricabile, inventata da Gaston Planté nel 1859. Funziona utilizzando un anodo di piombo (Pb) e un catodo di biossido di piombo (PbO₂) immersi in un elettrolita di acido solforico (H₂SO₄). Durante la scarica, entrambi gli elettrodi si convertono in solfato di piombo (PbSO₄), un processo che si inverte durante la carica, consentendo l'accumulo e il riutilizzo dell'energia.

È la forma differenziale della legge di Faraday sull'induzione, una delle quattro equazioni di Maxwell. Essa afferma che un campo magnetico variabile nel tempo ([latex]\mathbf{B}[/latex]) accompagna sempre un campo elettrico spazialmente variabile e non conservativo ([latex]\mathbf{E}[/latex]). La relazione è espressa come [latex]\nabla \tempi \mathbf{E} = -\frac{parziale \mathbf{B}}{parziale t}[/latex]. Questa equazione regola il modo in cui i campi magnetici variabili creano campi elettrici in un punto specifico dello spazio.

Le equazioni di Maxwell sono un insieme di quattro equazioni differenziali parziali accoppiate che costituiscono il fondamento dell'elettromagnetismo classico. Descrivono come i campi elettrici e magnetici vengono generati e modificati l'uno dall'altro e da cariche e correnti. Sono la legge di Gauss, la legge di Gauss per il magnetismo, la legge di induzione di Faraday e la legge di Ampère-Maxwell.

La forza elettromotrice (fem) e la differenza di potenziale elettrico (tensione) sono concetti distinti, sebbene entrambi siano misurati in volt. La fem è il lavoro per unità di carica compiuto da una forza non conservativa (ad esempio, una reazione chimica, una variazione del campo magnetico) per spostare una carica all'interno di una sorgente. La differenza di potenziale è il lavoro per unità di carica compiuto dal campo elettrostatico conservativo tra due punti.

Questa formula fondamentale collega la quantità termodinamica macroscopica dell'entropia (S) con il numero di possibili disposizioni microscopiche, o microstati (W), corrispondenti allo stato macroscopico del sistema. L'equazione, [latex]S = k_B \ln W[/latex], rivela che l'entropia è una misura del disordine statistico o della casualità. La costante [latex]k_B[/latex] è la costante di Boltzmann, che collega l'energia a livello di particelle con la temperatura.

La prima batteria ricaricabile di successo commerciale. Utilizza un anodo di piombo (Pb), un catodo di biossido di piombo (PbO₂) e un elettrolita di acido solforico (H₂SO₄). Durante la scarica, entrambi gli elettrodi vengono convertiti in solfato di piombo (PbSO₄) e l'acido solforico viene consumato. Questo processo è chimicamente reversibile applicando una corrente esterna, rendendolo un sistema di accumulo di energia pratico e robusto.

Una delle quattro equazioni di Maxwell, la legge di Gauss per il magnetismo, afferma che il flusso magnetico netto in uscita da qualsiasi superficie chiusa è pari a zero. Questa legge è espressa matematicamente come [latex]\oint_S \vec{B} \cdot d\vec{A} = 0[/latex]. Questa legge è un'affermazione dell'osservazione sperimentale che i monopoli magnetici (poli nord o sud isolati) non sono mai stati rilevati. Le linee di campo magnetico formano sempre anelli chiusi.

Le onde elettromagnetiche sono perturbazioni del campo elettromagnetico che si propagano nello spazio trasportando energia. Sono create dall'accelerazione di cariche elettriche e consistono in oscillazioni sincronizzate e perpendicolari dei campi elettrici e magnetici. Nel vuoto, viaggiano alla velocità della luce, [latex]c[/latex]. Lo spettro elettromagnetico comprende onde radio, microonde, infrarossi, luce visibile, ultravioletti, raggi X e raggi gamma.

La temperatura critica è la temperatura al di sopra della quale non è possibile formare una fase liquida distinta, indipendentemente dalla pressione applicata. Ogni gas ha una temperatura critica unica. Per liquefare un gas, è necessario prima raffreddarlo al di sotto di questa temperatura. Questo concetto, formulato da Thomas Andrews, è fondamentale per comprendere le condizioni richieste per qualsiasi processo di liquefazione.

Rayleigh scattering is the elastic scattering of light by particles much smaller than the light's wavelength. This phenomenon is responsible for the blue color of the daytime sky. Shorter, blue wavelengths of sunlight are scattered more effectively by the nitrogen and oxygen molecules in the atmosphere than longer, red wavelengths, causing the sky to appear blue from an observer's perspective.

Il ciclo Otto ideale è un modello termodinamico per motori ad accensione comandata. Consiste in quattro processi internamente reversibili: compressione isoentropica (1-2), apporto di calore a volume costante (isocoro) (2-3), espansione isoentropica (3-4) e smaltimento di calore a volume costante (isocoro) (4-1). Questo ciclo costituisce la base teorica per l'analisi delle prestazioni dei motori a benzina, assumendo un gas ideale come fluido di lavoro.

Questo processo di liquefazione del gas, ideato da Raoul Pictet, liquefa un gas utilizzando una serie di altri gas con punti di ebollizione progressivamente più bassi. Il primo gas viene liquefatto per pressione a temperatura ambiente. La sua evaporazione viene quindi utilizzata per raffreddare e liquefare un secondo gas, più volatile, che a sua volta viene utilizzato per raffreddare e liquefare il gas target, creando una "cascata" di stadi di raffreddamento.