Περιστροφική δυναμική είναι ένας κλάδος της μηχανικής που μελετά την περιστροφική κίνηση που περιλαμβάνει δύναμη, μάζα και άλλους παράγοντες που επηρεάζουν την περιστροφική κίνηση. Ένα αντικείμενο περιστρέφεται εάν όλα τα μέρη του αντικειμένου κινούνται γύρω από έναν άξονα ή περιστρεφόμενο άξονα που βρίσκεται σε ένα από τα μέρη του αντικειμένου. Η περιστροφική κίνηση που μελετάται σε αυτό το θέμα εστιάζει στην περιστροφική κίνηση γύρω από έναν σταθερό άξονα. Η κίνηση μιας τροχαλίας, ενός ανεμιστήρα, η κίνηση ενός CD/DVD μέσα σε ένα CD/DVD δωμάτιο, η κίνηση των θυρών ή των παραθύρων, η κίνηση των κυλίνδρων των κινητήρων, οι προπέλες ελικοπτέρων ή αεροπλάνων, οι προπέλες πλοίων, είναι μερικά παραδείγματα περιστροφικής κίνησης σε σταθερό άξονα. Έχετε παρατηρήσει ποτέ μια σβούρα; Η θέση του άξονα της σβούρας αλλάζει συνεχώς (η κλίση της σβούρας τείνει να αλλάζει) επομένως η περιστροφική κίνηση όπως αυτή που βιώνει μια σβούρα δεν μελετάται σε αυτό το θέμα.
Μαύρη Αρχή
Κατανόηση των Αρχών των Μαύρων
Αν αναμείξουμε ζεστό και κρύο νερό σε ένα ανοιχτό δοχείο (για παράδειγμα έναν κουβά), τότε γίνεται μεταφορά θερμότητας από το ζεστό νερό στο κρύο νερό. Επειδή το δοχείο είναι ανοιχτό, μέρος της θερμότητας θα εξατμιστεί. θερμαντικός κινείται στον αέρα. Το δοχείο θερμαίνεται επίσης. Η θερμότητα που απελευθερώνεται από το ζεστό νερό δεν απορροφάται μόνο από το κρύο νερό, αλλά και από τον αέρα και το δοχείο. Σε αυτήν την περίπτωση, ο κουβάς είναι ένα μη απομονωμένο σύστημα.
Αν αναμείξουμε ζεστό και κρύο νερό σε ένα κλειστό θερμός, συμβαίνει αυτό μεταφορά θερμότητας από ζεστό νερό σε κρύο νερό. Ένα θερμός είναι απομονωμένο σύστημα Επομένως, δεν μεταφέρεται θερμότητα στον αέρα ή στο θερμός. Η θερμότητα που απελευθερώνεται από το ζεστό νερό απορροφάται μόνο από το κρύο νερό μέχρι το μείγμα ζεστού και κρύου νερού να φτάσει σε μια ορισμένη θερμοκρασία. θερμική ισορροπία.
Συστήματα και περιβάλλον
Κατανόηση Συστημάτων και Περιβάλλοντος
Ένα σύστημα είναι ένα αντικείμενο ή μια ομάδα αντικειμένων που μελετώνται. Άλλα αντικείμενα στο σύμπαν ονομάζονται περιβάλλον. Συνήθως, ένα σύστημα διαχωρίζεται από το περιβάλλον του από ένα "διαχωριστικό/περιοριστή/διαχωριστή".
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να διερευνήσουμε το νερό σε ένα θερμός. Το νερό μέσα στο θερμός αποτελεί το σύστημα, ενώ ο αέρας και άλλα αντικείμενα έξω από το θερμός αποτελούν το περιβάλλον. Τα τοιχώματα του θερμός, τόσο το γυαλί στο εσωτερικό όσο και το πλαστικό στο εξωτερικό, λειτουργούν ως διαχωριστικό. Ένα θερμός νερού είναι ένα παράδειγμα.
Λανθάνουσα θερμότητα
Κατανόηση της Λανθάνουσας Θερμότητας
Αν εισάγετε θερμόμετρο υδραργύρου σε ένα δοχείο που περιέχει ένα μείγμα κρύου νερού και πάγου, θα παρατηρήσετε ότι αφού κινηθείτε προς τα κάτω, η επιφάνεια του υδραργύρου είναι ακίνητη ή δεν κινείται πλέον. Η επιφάνεια του υδραργύρου σταματά να κινείται αφού φτάσει στο σημείο τήξης του νερού ή στο σημείο πάγου ή σημείο ψύξης νερό (0 oΓ). Εάν το δοχείο είναι ανοιχτό, η θερμότητα ρέει από τον αέρα σε υψηλότερη θερμοκρασία στο μείγμα πάγου και νερού σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Η πρόσθετη θερμότητα από τον αέρα προκαλεί την τήξη του πάγου. Καθώς λιώνει ο πάγος, σούχου Αλλάζει το μείγμα πάγου και νερού; Καθώς λιώνει ο πάγος, η θερμοκρασία του μείγματος νερού και πάγου δεν αλλάζει.
Ειδική θερμότητα
Η ειδική θερμότητα (c) είναι η ποσότητα θερμαντικός (Q) απαιτείται για την αύξηση σούχου (T) μία μονάδα μάζας (m) ενός αντικειμένου επί μία μοίρα. Τύπος c:
Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι J/Kg K.
Ειδική θερμότητα Η τιμή ενός αντικειμένου αλλάζει με τη θερμοκρασία. Εάν η μεταβολή της θερμοκρασίας δεν είναι πολύ μεγάλη, η τιμή μπορεί να θεωρηθεί σταθερή. Οι ακόλουθες είναι οι τιμές του c για πολλά αντικείμενα σε πίεση 1 atm και θερμοκρασία 20 oC (που λαμβάνεται μέσω πειράματος).
Φόρμουλα θερμότητας
Αν αντικείμενα που έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες αγγίζουν το ένα το άλλο, φυσικά θερμαντικός μετακινείται από ένα αντικείμενο υψηλής θερμοκρασίας σε ένα αντικείμενο χαμηλής θερμοκρασίας. Η μεταφορά θερμότητας σταματά αφού τα δύο αντικείμενα θερμική ισορροπίαΜπορεί να ειπωθεί ότι μεταφορά θερμότητας προκαλέσει αλλαγή σούχου αντικείμενα που αγγίζουν το ένα το άλλο. Με βάση αυτή τη σύντομη εξήγηση, συμπεραίνεται ότι θερμαντικός (Q) έχει σχέση με ένα αντικείμενο dan αλλαγές θερμοκρασίας (δέλτα T) του αντικειμένου. Κάθε αντικείμενο έχει μάζα (m) και οι τύποι των αντικειμένων ποικίλλουν επίσης.
Μηχανικό θερμικό απόβαρο
Μονάδα θερμαντικός είναι μια θερμίδα (συντομογραφία kal). Μια θερμίδα είναι η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 γραμμαρίου νερού κατά 1 βαθμό Κελσίου.o (ακριβώς από 14,5 oΤο C γίνεται 15,5 oΓ). Η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται ποικίλλει για κάθε σούχου διαφορετικό νερό. Για την ίδια ποσότητα θερμότητας, μια αύξηση 1°C στη θερμοκρασία του νερούo εμφανίζεται μόνο μεταξύ θερμοκρασιών 14,5 oC έως 15,5 oΓ. Η μονάδα θερμότητας που χρησιμοποιείται συχνά, ειδικά για να εκφράσει την ενεργειακή αξία των τροφίμων, είναι η χιλιοθερμίδα (kcal). 1 kcal = 1000 θερμίδες. Μια άλλη ονομασία για το 1 kcal = 1 Θερμίδα (κεφαλαίο K). Η μονάδα θερμότητας για το βρετανικό σύστημα είναι το Btu (βρετανική θερμική μονάδα). 1 Btu = η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας 1 λίβρας νερού κατά 1 F.o (Ακριβώς από το 63 oΤο F γίνεται 64 oΣΤ) .
Ανωμαλία νερού
Κατανόηση των ανωμαλιών του νερού
Κάθε αντικείμενο διαστέλλεται (ο όγκος του αντικειμένου αυξάνεται) όταν η θερμοκρασία του αντικειμένου αυξάνεται και το αντικείμενο συρρικνώνεται (ο όγκος του αντικειμένου μειώνεται) όταν σούχου Το αντικείμενο μικραίνει. Το νερό επίσης διαστέλλεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του και συστέλλεται όταν μειώνεται η θερμοκρασία του, αλλά όχι στους 0°C.oΓ - 4oC. Μεταξύ θερμοκρασιών 0 oC έως 4 oC, ο όγκος του νερού μειώνεται (το νερό συρρικνώνεται) καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Αν θερμάνουμε νερό σε θερμοκρασία 0 oC, όσο θερμότερο είναι το νερό, τόσο περισσότερο μειώνεται ο όγκος του. Η διαδικασία συρρίκνωσης σταματά όταν το νερό φτάσει σε θερμοκρασία 4 oΓ. Πάνω από 4 oC, ο όγκος του νερού αυξάνεται (το νερό διαστέλλεται) καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Αντίστροφα, το νερό διαστέλλεται (ο όγκος του νερού αυξάνεται) όταν η θερμοκρασία μειώνεται από 4°C. oC έως 0 oΓ. Αυτό το παράξενο νερό είναι γνωστό ως ανωμαλία του νερού.
Επέκταση
Αν παρατηρήσετε προσεκτικά ένα ηλεκτρικό καλώδιο, θα παρατηρήσετε ότι είναι καμπυλωμένο προς τα κάτω λόγω χαλαρότητας. Γιατί τα ηλεκτρικά καλώδια χαλαρώνουν σκόπιμα, αντί απλώς να σφίγγονται; Οι περισσότερες στέγες στο Φλόρες και τη Λεμπάτα, στην Ανατολική Νούσα Τενγκάρα, είναι κατασκευασμένες από ψευδάργυρο (Zn). Κατά τη διάρκεια της ημέρας ή της νύχτας, οι στέγες από ψευδάργυρο κάνουν θόρυβο. Γιατί κάνει θόρυβο ο ψευδάργυρος; Αν ζείτε στο νησί της Ιάβας, πιθανότατα έχετε παρατηρήσει σιδηροδρομικές γραμμές. Υπάρχουν κενά στις ενώσεις των σιδηροτροχιών. Ποια είναι η λειτουργία αυτών των κενών στις ενώσεις των σιδηροτροχιών; Υπάρχουν πολλά άλλα πράγματα που μπορείτε να σκεφτείτε και να ρωτήσετε σχετικά με αυτό το θέμα. επέκταση.
Θερμόμετρο αερίου
Αν εμείς βαθμονόμηση του θερμομέτρου τα οποία είναι διαφορετικών τύπων, για παράδειγμα ένα θερμόμετρο υδραργύρου και ένα θερμόμετρο αλκοόλης, οι κλίμακες και των δύο θερμομέτρων είναι ίδιες μόνο στο 0 oC (ή 32 oΣΤ) και 100 oC (ή 212 oΣΤ). Αν χρησιμοποιήσουμε και τα δύο θερμόμετρα για να μετρήσουμε τη θερμοκρασία του αέρα, οι αριθμοί που δείχνει κάθε θερμόμετρο μπορεί να μην είναι οι ίδιοι. Θα μπορούσε να είναι... θερμόμετρο Ο υδράργυρος δείχνει τον αριθμό 48 oC, ενώ το θερμόμετρο αλκοόλης δείχνει 46 oΓ. Αυτό συμβαίνει επειδή οι ρυθμοί διαστολής του υδραργύρου και της αλκοόλης διαφέρουν. Το ίδιο ισχύει και για άλλους τύπους θερμομέτρων, όπως τα διμεταλλικά θερμόμετρα κ.λπ. Η κλίμακα θερμοκρασίας που καθορίζεται με αυτόν τον τρόπο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις ιδιότητες των υλικών που χρησιμοποιούνται.
