Rotationsdynamik Die Rotationsmechanik ist ein Teilgebiet der Mechanik, das sich mit Drehbewegungen unter Einbeziehung von Kräften, Masse und anderen Einflussfaktoren befasst. Ein Objekt rotiert, wenn sich alle seine Teile um eine Achse oder einen Drehpunkt bewegen, der sich an einem seiner Teile befindet. Die hier betrachtete Rotationsbewegung konzentriert sich auf die Drehung um eine feste Achse. Beispiele hierfür sind die Bewegung einer Riemenscheibe, eines Ventilators oder die Bewegung einer CD/DVD in einem CD/DVD-Laufwerk. ZimmerDie Bewegung von Türen oder Fenstern, die Drehung von Motorzylindern, Hubschrauber- oder Flugzeugpropellern sowie Schiffspropellern sind Beispiele für Drehbewegungen um eine feste Achse. Haben Sie schon einmal einen Kreisel beobachtet? Die Position der Drehachse des Kreisels ändert sich ständig (die Neigung des Kreisels ändert sich), daher wird die Drehbewegung eines Kreisels in diesem Thema nicht behandelt.
Schwarzes Prinzip
Schwarze Prinzipien verstehen
Wenn wir heißes und kaltes Wasser in einem offenen Behälter (z. B. einem Eimer) mischen, findet ein Wärmeaustausch vom heißen zum kalten Wasser statt. Da der Behälter offen ist, verdunstet ein Teil der Wärme. Kalor Wärme gelangt in die Luft. Auch der Behälter erwärmt sich. Die vom heißen Wasser abgegebene Wärme wird nicht nur vom kalten Wasser, sondern auch von der Luft und dem Behälter aufgenommen. In diesem Fall stellt der Eimer ein nicht isoliertes System dar.
Wenn wir heißes und kaltes Wasser in einer geschlossenen Thermoskanne mischen, passiert Folgendes: Wärmeübertragung von heißem Wasser zu kaltem Wasser. Eine Thermoskanne ist isoliertes System Daher wird keine Wärme an die Luft oder die Thermoskanne abgegeben. Die vom heißen Wasser abgegebene Wärme wird nur vom kalten Wasser aufgenommen, bis das Gemisch aus heißem und kaltem Wasser eine bestimmte Temperatur erreicht hat. thermisches Gleichgewicht.
Systeme und Umwelt
Systeme und Umwelt verstehen
Ein System ist ein Objekt oder eine Gruppe von Objekten, die untersucht werden. Andere Objekte im Universum werden als Umgebung bezeichnet. Typischerweise ist ein System durch eine „Trennwand/einen Begrenzer/einen Separator“ von seiner Umgebung getrennt.
Nehmen wir beispielsweise an, wir möchten Wasser in einer Thermoskanne untersuchen. Das Wasser in der Thermoskanne bildet das System, während die Luft und andere Objekte außerhalb der Thermoskanne die Umgebung darstellen. Die Wände der Thermoskanne – sowohl das Glas innen als auch der Kunststoff außen – fungieren als Trennwand. Eine Wasserthermoskanne ist ein Beispiel dafür.
Latente Wärme
Latente Wärme verstehen
Wenn Sie eintreten Quecksilberthermometer Wenn man Quecksilber in ein Gefäß mit einem Gemisch aus kaltem Wasser und Eis taucht, kann man beobachten, dass sich die Oberfläche nach dem Absinken nicht mehr bewegt. Die Quecksilberoberfläche hört auf, sich zu bewegen, sobald sie den Schmelzpunkt von Wasser oder den Gefrierpunkt erreicht hat. Gefrierpunkt Wasser (0 oC) Wenn der Behälter offen ist, fließt Wärme von der wärmeren Luft zur kälteren Eis-Wasser-Mischung. Die zusätzliche Wärme der Luft bewirkt das Schmelzen des Eises. suhu Verändert sich das Gemisch aus Eis und Wasser? Die Temperatur des Gemisches aus Wasser und Eis ändert sich nicht, während das Eis schmilzt.
Spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität (c) ist die Menge Kalor (Q) erforderlich, um zu erhöhen suhu (T) eine Masseneinheit (m) eines Objekts um ein Grad. Formel c:
Internationales Einheitensystem ist J/Kg K.
Spezifische Wärmekapazität Der Wert eines Objekts ändert sich mit der Temperatur. Ist die Temperaturänderung nicht zu groß, kann der Wert als konstant betrachtet werden. Im Folgenden sind die Werte von c für verschiedene Objekte bei einem Druck von 1 atm und einer Temperatur von 20 °C aufgeführt. oC (durch Experiment ermittelt).
Wärmeformel
Wenn sich Gegenstände mit unterschiedlichen Temperaturen berühren, Kalor Die Wärmeübertragung erfolgt von einem Objekt mit hoher Temperatur zu einem Objekt mit niedriger Temperatur. Der Wärmeaustausch endet, sobald die beiden Objekte die Temperatur erreicht haben. thermisches GleichgewichtMan kann sagen, dass Wärmeübertragung Ursache Veränderung suhu Gegenstände, die sich berühren. Aus dieser kurzen Erklärung lässt sich schließen, dass Kalor (Q) hat eine Beziehung zu ein Objekt Dan Temperaturänderungen (delta T) des Objekts. Jedes Objekt hat eine Masse (m), und auch die Arten der Objekte variieren.
Mechanische Wärmetare
Satuan Kalor Eine Kalorie (abgekürzt kcal) ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 Gramm Wasser um 1 °C zu erhöhen.o (genau aus 14,5) oC wird zu 15,5 oC) Die benötigte Wärmemenge variiert für jeden suhu anderes Wasser. Bei gleicher Wärmemenge führt eine Erhöhung der Wassertemperatur um 1 °C zu einer anderen Wassertemperatur.o Tritt nur bei Temperaturen zwischen 14,5 auf. oC bis 15,5 oC. Die häufig verwendete Wärmeeinheit, insbesondere zur Angabe des Energiegehalts von Lebensmitteln, ist die Kilokalorie (kcal). 1 kcal = 1000 Kalorien. Eine andere Bezeichnung für 1 kcal = 1 Kalorie (großes K). Die Wärmeeinheit im britischen System ist die Btu (British Thermal Unit). 1 Btu = die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 Pfund Wasser um 1 °F zu erhöhen.o (Genau aus 63) oF wird zu 64 oF) .
Wasseranomalie
Wasseranomalien verstehen
Jeder Gegenstand dehnt sich aus (sein Volumen nimmt zu), wenn die Temperatur des Gegenstands steigt, und er schrumpft (sein Volumen nimmt ab), wenn die Temperatur des Gegenstands steigt. suhu Der Gegenstand verkleinert sich. Wasser dehnt sich bei steigender Temperatur ebenfalls aus und zieht sich bei sinkender Temperatur zusammen, jedoch nicht bei 0 °C.oC - 4oC. Zwischen Temperaturen 0 oC bis 4 oBei einer Temperatur von C nimmt das Volumen des Wassers ab (das Wasser schrumpft). Wenn wir Wasser bei einer Temperatur von 0 oJe heißer das Wasser ist, desto stärker verringert sich sein Volumen. Der Schrumpfungsprozess endet, wenn das Wasser eine Temperatur von 4 °C erreicht. oC. Über 4 oBei einer Temperatur von 4 °C nimmt das Volumen des Wassers zu (Wasser dehnt sich aus). Umgekehrt dehnt sich Wasser aus (Wasservolumen nimmt zu), wenn die Temperatur sinkt. oC bis 0 oC. Dieses seltsame Wasser ist bekannt als Wasseranomalie.
Pemuaian
Wenn man ein Elektrokabel genauer betrachtet, fällt auf, dass es aufgrund von Spiel nach unten gebogen ist. Warum werden Elektrokabel absichtlich gelockert, anstatt einfach nur festgezogen? Die meisten Dächer in Flores und Lembata, Ost-Nusa Tenggara, sind aus Zink (Zn). Zinkdächer machen tagsüber und nachts Geräusche. Warum macht Zink Geräusche? Wer auf der Insel Java lebt, hat wahrscheinlich schon einmal Eisenbahnschienen gesehen. An den Schienenstößen befinden sich Lücken. Welche Funktion haben diese Lücken? Es gibt noch viele weitere Aspekte, über die man zu diesem Thema nachdenken und Fragen stellen kann. Erweiterung.
Gasthermometer
Wenn wir Kalibrierung des Thermometers Es handelt sich um verschiedene Typen, zum Beispiel ein Quecksilberthermometer und ein Alkoholthermometer; die Skalen beider Thermometer sind nur bei 0° gleich. oC (oder 32) oF) und 100 oC (oder 212) oF) Wenn wir beide Thermometer zur Messung der Lufttemperatur verwenden, können die angezeigten Werte voneinander abweichen. Es könnte sein, dass... Termometer Quecksilber zeigt die Zahl 48 an oC, während das Alkoholthermometer 46 anzeigt. oC. Dies liegt an den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Quecksilber und Alkohol. Dasselbe gilt für andere Thermometerarten, wie beispielsweise Bimetallthermometer. Die so ermittelte Temperaturskala hängt stark von den Eigenschaften der verwendeten Materialien ab.
