Física de secundària

Comprensió dels sistemes i l'entorn

Un sistema és un objecte o grup d'objectes que s'estudien. Altres objectes de l'univers s'anomenen entorn. Normalment, un sistema està separat del seu entorn per una "partició/limitador/separador".

Per exemple, suposem que volem investigar l'aigua en un termos. L'aigua de dins del termos constitueix el sistema, mentre que l'aire i altres objectes de fora del termos constitueixen l'entorn. Les parets del termos, tant el vidre de dins com el plàstic de fora, actuen com un divisor. Un termos d'aigua n'és un exemple.

Llegeix més

Comprensió de la calor latent

Si introduïu un termòmetre de mercuri en un recipient que contingui una barreja d'aigua freda i gel, observareu que, després de baixar, la superfície del mercuri es manté quieta o ja no es mou. La superfície del mercuri deixa de moure's després d'arribar al punt de fusió de l'aigua o al punt de congelació de l'aigua (0 ^° C). Si el recipient està obert, la calor flueix de l'aire a una temperatura més alta a la barreja de gel i aigua a una temperatura més baixa. La calor addicional de l'aire fa que el gel es fongui. A mesura que el gel es fon, canvia la temperatura de la barreja de gel i aigua? A mesura que el gel es fon, la temperatura de la barreja d'aigua i gel no canvia.

Llegeix més

La calor específica (c) és la quantitat de calor (Q) necessària per augmentar la temperatura (T) d'una unitat de massa (m) d'un objecte en un grau. La fórmula de c és:

Sistema Internacional d'Unitats és J/kg K.

La calor específica d' un objecte canvia amb la temperatura. Si el canvi de temperatura no és massa gran, el valor es pot considerar constant. Els següents són els valors de c per a diversos objectes a una pressió d'1 atm i una temperatura de 20 ^° C (obtinguts experimentalment).

Llegeix més

Si objectes amb diferents temperatures entren en contacte entre si, la calor es mou naturalment de l'objecte amb la temperatura més alta a l'objecte amb la temperatura més baixa. La transferència de calor s'atura un cop els dos objectes assoleixen l'equilibri tèrmic . Es pot dir que la transferència de calor provoca un canvi en la temperatura dels objectes en contacte. A partir d'aquesta breu explicació, es conclou que la calor (Q) està relacionada amb un objecte i el canvi de temperatura (delta T) d'aquest objecte. Cada objecte té una massa (m) i el tipus d'objecte també és diferent.

Llegeix més

La unitat de calor és la caloria (abreujada kal). Una caloria és la quantitat de calor necessària per augmentar la temperatura d'1 gram d'aigua en 1 °C ⁽ exactament de 14,5 ^° C a 15,5 ^° C). La quantitat de calor necessària varia segons la temperatura de l'aigua . Per a la mateixa quantitat de calor, un augment d'1 ° ^C en la temperatura de l'aigua només es produeix entre 14,5 ^° C i 15,5 ^° C. La unitat de calor que s'utilitza sovint, especialment per expressar el valor energètic dels aliments, és la quilocaloria (kcal). 1 kcal = 1000 calories. Un altre nom per a 1 kcal = 1 Caloria (K majúscula). La unitat de calor per al sistema britànic és el Btu (unitat tèrmica britànica). 1 Btu = la quantitat de calor necessària per augmentar la temperatura d'1 lliura d'aigua en 1 °F ⁽ exactament de 63 ^° F a 64 ^° F).

Llegeix més

Comprensió de les anomalies de l'aigua

Tot objecte s'expandeix (el volum augmenta) quan la temperatura de l'objecte augmenta i es contrau (el volum disminueix) quan la temperatura de l'objecte disminueix. L'aigua també s'expandeix quan la temperatura augmenta i es contrau quan la temperatura disminueix, però no a temperatures de 0 ^° C a 4 ^° C. Entre les temperatures de 0 ^° C i 4 ^° C, el volum d'aigua disminueix (l'aigua es contrau) a mesura que augmenta la temperatura. Si escalfem aigua a una temperatura de 0 ^° C, com més calenta estigui l'aigua, més disminueix el volum d'aigua. El procés de contracció s'atura quan l'aigua arriba a una temperatura de 4 ^° C. Per sobre dels 4 ^° C, el volum d'aigua augmenta (l'aigua s'expandeix) a mesura que augmenta la temperatura. Per contra, l'aigua s'expandeix (el volum d'aigua augmenta) quan la temperatura disminueix de 4 ^° C a 0 ^° C. Aquesta estranyesa de l'aigua es coneix com l'anomalia de l'aigua.

Llegeix més

Si observeu de prop els cables elèctrics, notareu que estan corbats cap avall a causa de la folgança. Per què els cables elèctrics s'afluixen deliberadament, en lloc de simplement tensar-los? La majoria de les teulades de Flores i Lembata, a Nusa Tenggara Oriental, són de zinc (Zn). Durant el dia o la nit, les teulades de zinc fan soroll. Per què fa soroll el zinc? Si viviu a l'illa de Java, és possible que hàgiu observat vies de ferrocarril. Hi ha buits a les unions del ferrocarril. Quina és la funció d'aquests buits a les unions del ferrocarril? Hi ha moltes coses que podeu pensar i preguntar relacionades amb el tema de l'expansió.

Llegeix més

Si calibrem diferents tipus de termòmetres, per exemple un termòmetre de mercuri i un termòmetre d'alcohol, les escales d'ambdós termòmetres són les mateixes només a 0 ^° C (o 32 ^° F) i 100 ^° C (o 212 ^° F). Si utilitzem tots dos termòmetres per mesurar la temperatura de l'aire, els números que mostra cada termòmetre no seran necessàriament els mateixos. Podria ser que el termòmetre de mercuri mostri 48 ^° C, mentre que el termòmetre d'alcohol mostri 46 ^° C. Això és degut a que la velocitat d'expansió del mercuri i l'alcohol és diferent. El mateix passa amb altres tipus de termòmetres, com ara els termòmetres bimetàl·lics, etc. L'escala de temperatura determinada d'aquesta manera depèn molt de les propietats dels materials utilitzats.

Llegeix més

Les escales Celsius i Fahrenheit són escales de temperatura diferents. Si la temperatura d'un objecte es mesura i s'expressa en graus Celsius i després volem expressar la temperatura de l'objecte en graus Fahrenheit, convertim de graus Celsius a graus Fahrenheit. En aquesta secció, aprenem a convertir o realitzar mesures de temperatura.

A una pressió d'1 atm, la temperatura del punt de gel per a un termòmetre Celsius = 0 ^oC, mentre que l'escala del termòmetre Fahrenheit = 32 ^oF. Per contra, a una pressió d'1 atm, la temperatura del punt de vapor per a un termòmetre d'escala Celsius = 100 ^oC, mentre que l'escala del termòmetre Fahrenheit = 212 ^oF. Observa la imatge següent!

Llegeix més

Tipus d'escala de termòmetre

Perquè un termòmetre es pugui utilitzar per mesurar la temperatura, cal definir-lo en una escala. Dues escales de termòmetre més utilitzades són l'escala Celsius i l'escala Fahrenheit. L'escala de temperatura més utilitzada a Indonèsia és l'escala Celsius. Un altre nom per a l'escala Celsius és l'escala centígrada. Centígrad = cent esglaons. L'escala Fahrenheit s'utilitza sovint als Estats Units o a països amb hiverns freds. Una escala de temperatura particularment important en la ciència és l'escala absoluta, o escala Kelvin. L'escala Kelvin es tractarà més endavant.

Les escales Celsius i Fahrenheit utilitzen els punts de congelació i ebullició de l'aigua com a punts fixos. El punt de congelació d'una substància és la temperatura a la qual les fases sòlida i líquida estan en equilibri tèrmic . Per contra, el punt d'ebullició d'una substància és la temperatura a la qual les fases líquida i gasosa estan en equilibri tèrmic. Els punts de congelació i ebullició sempre canvien amb la pressió de l'aire, per la qual cosa primer s'ha de determinar la pressió de l'aire. Normalment utilitzem la pressió estàndard, que és d'1 atm (una atmosfera). Una atmosfera és una unitat de pressió de l'aire.

Llegeix més