Крутальная дынаміка — гэта раздзел механікі, які вывучае вярчальны рух з удзелам сілы, масы і іншых фактараў, якія ўплываюць на вярчальны рух. Аб'ект круціцца, калі ўсе яго часткі рухаюцца вакол восі або шарніра, размешчанага на адной з яго частак. Вярчальны рух, які вывучаецца ў гэтай тэме, сканцэнтраваны на вярчальным руху вакол фіксаванай восі. Рух шківа, вентылятара, рух CD/DVD дыска ўнутры CD/DVD дыска пакой, рух дзвярэй або вокнаў, рух цыліндраў рухавіка, прапелеры верталёта або самалёта, прапелеры карабля — вось некаторыя прыклады вярчальнага руху вакол нерухомай восі. Ці назіралі вы калі-небудзь за ваўчком? Палажэнне восі ваўчка пастаянна змяняецца (нахіл ваўчка мае тэндэнцыю змяняцца), таму вярчальны рух, такі як той, які адчувае ваўчок, у гэтай тэме не вывучаецца.
Чорны прынцып
Разуменне прынцыпаў чорных
Калі змяшаць гарачую і халодную ваду ў адкрытай ёмістасці (напрыклад, у вядры), то адбудзецца перадача цяпла ад гарачай вады да халоднай. Паколькі ёмістасць адкрыта, частка цяпла будзе выпарацца. спёка перамяшчаецца ў паветра. Ёмістасць таксама награваецца. Цяпло, якое вылучаецца гарачай вадой, паглынаецца не толькі халоднай вадой, але і паветрам, і ёмістасцю. У гэтым выпадку вядро — гэта неізаляваная сістэма.
Калі змяшаць гарачую і халодную ваду ў закрытым тэрмасе, адбудзецца наступнае цеплаперадача з гарачай вады ў халодную. Тэрмас — гэта ізаляваная сістэма Такім чынам, цяпло не перадаецца ні паветру, ні тэрмасу. Цяпло, якое вылучаецца гарачай вадой, паглынаецца халоднай вадой толькі да таго часу, пакуль сумесь гарачай і халоднай вады не дасягне пэўнай тэмпературы. цеплавая раўнавага.
Сістэмы і асяроддзе
Разуменне сістэм і асяроддзя
Сістэма — гэта аб'ект або група аб'ектаў, якія вывучаюцца. Іншыя аб'екты ў Сусвеце называюцца асяроддзем. Звычайна сістэма аддзелена ад свайго асяроддзя «перагародкай/абмежавальнікам/раздзяляльнікам».
Напрыклад, дапусцім, што мы хочам даследаваць ваду ў тэрмасе. Вада ўнутры тэрмаса складае сістэму, а паветра і іншыя аб'екты па-за тэрмасам складаюць навакольнае асяроддзе. Сценкі тэрмаса, як шкляныя ўнутры, так і пластыкавыя звонку, выступаюць у якасці перагародкі. Тэрмас для вады — адзін з прыкладаў.
Схаваная цеплыня
Разуменне схаванага цяпла
Калі вы ўводзіце ртутны тэрмометр у ёмістасць, якая змяшчае сумесь халоднай вады і лёду, вы заўважыце, што пасля руху ўніз паверхня ртуці нерухомая або больш не рухаецца. Паверхня ртуці перастае рухацца пасля дасягнення кропкі плаўлення вады або кропкі лёду, або тэмпература замярзання вада (0 oC). Калі кантэйнер адкрыты, цяпло пераходзіць ад паветра з больш высокай тэмпературай да сумесі лёду і вады з больш нізкай тэмпературай. Дадатковае цяпло ад паветра прымушае лёд раставаць. Па меры раставання лёду... суху Ці змяняецца сумесь лёду і вады? Па меры раставання лёду тэмпература сумесі вады і лёду не змяняецца.
Удзельная цеплаёмістасць
Удзельная цеплаёмістасць (c) — гэта колькасць спёка (Q) патрабуецца для павышэння суху (Т) адзінка масы (м) аб'екта, зменшаная на адзін градус. Формула c:
Міжнародная сістэма адзінак складае Дж/кг К.
Удзельная цеплаёмістасць Значэнне аб'екта змяняецца з тэмпературай. Калі змяненне тэмпературы не занадта вялікае, значэнне можна лічыць пастаянным. Ніжэй прыведзены значэнні c для некалькіх аб'ектаў пры ціску 1 атм і тэмпературы 20 oC (атрымана эксперыментальным шляхам).
Формула цяпла
Калі прадметы з рознай тэмпературай датыкаюцца адзін да аднаго, натуральна спёка перамяшчаецца ад аб'екта з высокай тэмпературай да аб'екта з нізкай тэмпературай. Цеплаперадача спыняецца пасля таго, як два аб'екты цеплавая раўнавагаМожна сказаць, што цеплаперадача выклікаць змены суху аб'екты, якія датыкаюцца адзін аднаго. Зыходзячы з гэтага кароткага тлумачэння, робіцца выснова, што спёка (Q) мае сувязь з аб'ект Дэн змены тэмпературы (дэльта Т) аб'екта. Кожны аб'ект мае масу (м), і тыпы аб'ектаў таксама адрозніваюцца.
Механічная цеплавая тара
Адзінка спёка — гэта калорыя (скарочана ккал). Калорыя — гэта колькасць цяпла, неабходная для павышэння тэмпературы 1 грама вады на 1°C.o (дакладна з 14,5 oC становіцца 15,5 oC). Колькасць неабходнага цяпла адрозніваецца для кожнага суху розная вада. Для той жа колькасці цяпла павышэнне тэмпературы вады на 1°Co адбываецца толькі пры тэмпературы 14,5 oC да 15,5 oC. Адзінкай цеплыні, якая часта выкарыстоўваецца, асабліва для выражэння энергетычнай каштоўнасці ежы, з'яўляецца кілакалорыя (ккал). 1 ккал = 1000 калорый. Іншая назва для 1 ккал = 1 калорыя (вялікая К). Адзінкай цеплыні для брытанскай сістэмы з'яўляецца БТЕ (брытанская цеплавая адзінка). 1 БТЕ = колькасць цяпла, неабходная для павышэння тэмпературы 1 фунта вады на 1 Ф.o (Менавіта з 63-га oF становіцца 64 oФ).
Вадзяная анамалія
Разуменне водных анамалій
Кожны аб'ект пашыраецца (аб'ём аб'екта павялічваецца), калі тэмпература аб'екта павышаецца, і аб'ект сціскаецца (аб'ём аб'екта памяншаецца), калі суху Аб'ект памяншаецца. Вада таксама пашыраецца пры павышэнні тэмпературы і сціскаецца пры паніжэнні тэмпературы, але не пры 0°C.oЗ - 4oC. Паміж тэмпературамі 0 oC да 4 oC, аб'ём вады памяншаецца (вада сціскаецца) з павышэннем тэмпературы. Калі мы награваем ваду пры тэмпературы 0 oC, чым гарачэйшая вада, тым больш памяншаецца яе аб'ём. Працэс ўсаджвання спыняецца, калі тэмпература вады дасягае 4 oC. Вышэй за 4 oC, аб'ём вады павялічваецца (вада пашыраецца) з павышэннем тэмпературы. І наадварот, вада пашыраецца (аб'ём вады павялічваецца), калі тэмпература паніжаецца з 4 oC да 0 oC. Гэтая дзіўная вада вядомая як водная анамалія.
Пашырэнне
Калі ўважліва прыгледзецца да электрычнага кабеля, можна заўважыць, што ён выгнуты ўніз з-за правісання. Чаму электрычныя кабелі наўмысна аслабляюцца, а не проста зацягваюцца? Большасць дахаў у Флорэсе і Лембаце, Усходнія Нуса-Тенгара, зроблены з цынку (Zn). Днём ці ўначы цынкавыя дахі шумяць. Чаму цынк шуміць? Калі вы жывяце на востраве Ява, вы, напэўна, бачылі чыгуначныя пуці. У месцах стыкаў рэек ёсць шчыліны. Якая функцыя гэтых шчылін у стыках рэек? Ёсць шмат іншых рэчаў, пра якія вы можаце падумаць і спытаць, звязаных з гэтай тэмай. пашырэнне.
Газавы тэрмометр
Калі мы каліброўка тэрмометра якія з'яўляюцца рознымі тыпамі, напрыклад, ртутны тэрмометр і спіртавы тэрмометр, шкалы абодвух тэрмометраў аднолькавыя толькі пры 0 oC (або 32 oF) і 100 oC (або 212 oF). Калі мы выкарыстоўваем абодва тэрмометры для вымярэння тэмпературы паветра, лічбы, якія паказваюць кожны тэрмометр, могуць адрознівацца. Гэта можа быць... тэрмометр ртуць паказвае лічбу 48 oC, у той час як спіртавы тэрмометр паказвае 46 oC. Гэта звязана з тым, што хуткасці пашырэння ртуці і спірту адрозніваюцца. Тое ж самае тычыцца і іншых тыпаў тэрмометраў, такіх як біметалічныя тэрмометры і г.д. Тэмпературная шкала, усталяваная такім чынам, моцна залежыць ад уласцівасцей выкарыстаных матэрыялаў.
