La dinámica rotacional es una rama de la mecánica que estudia el movimiento rotacional, incluyendo fuerzas, masas y otros factores que influyen en dicho movimiento. Un objeto rota si todas sus partes se mueven alrededor de un eje o pivote ubicado en una de sus partes. El movimiento rotacional estudiado en este tema se centra en el movimiento rotacional alrededor de un eje fijo. El movimiento de una polea, un ventilador, el movimiento de un CD/DVD en una sala de CD/DVD , el movimiento de una puerta o ventana, el movimiento de un cilindro de motor, la hélice de un helicóptero o avión, o la hélice de un barco son algunos ejemplos de movimiento rotacional alrededor de un eje fijo. ¿Alguna vez has observado una peonza girando? La posición del eje de la peonza siempre está cambiando (la inclinación de la peonza tiende a cambiar), por lo que el movimiento rotacional como el que experimenta una peonza no se estudia en este tema.
Principio negro
Comprender los principios negros
Si mezclamos agua caliente y fría en un recipiente abierto (por ejemplo, un cubo), el calor se transfiere del agua caliente al agua fría. Como el recipiente está abierto, parte del calor se transfiere al aire, calentándose también el recipiente. El calor liberado por el agua caliente no solo es absorbido por el agua fría, sino también por el aire y el propio recipiente. En este caso, el cubo constituye un sistema no aislado.
Cuando mezclamos agua caliente y fría en un termo cerrado, el calor se transfiere del agua caliente al agua fría. El termo es un sistema aislado , por lo que no se transfiere calor al aire ni al propio termo. El calor liberado por el agua caliente es simplemente absorbido por el agua fría hasta que la mezcla alcanza el equilibrio térmico.
Sistemas y entorno
Comprensión de los sistemas y el entorno
Un sistema es un objeto o grupo de objetos que se estudian. Los demás objetos del universo se denominan entorno. Normalmente, un sistema se separa de su entorno mediante una partición, un limitador o un separador.
Por ejemplo, supongamos que queremos investigar el agua en un termo. El agua dentro del termo constituye el sistema, mientras que el aire y otros objetos fuera del termo constituyen el entorno. Las paredes del termo, tanto el vidrio interior como el plástico exterior, actúan como separadores. Un termo de agua es un ejemplo.
Calor latente
Comprender el calor latente
Si introduces un termómetro de mercurio en un recipiente con una mezcla de agua fría y hielo, observarás que, tras descender, la superficie del mercurio permanece inmóvil. La superficie del mercurio deja de moverse al alcanzar el punto de fusión o el punto de congelación del agua (0 ° C). Si el recipiente está abierto, el calor fluye del aire, que está a mayor temperatura, a la mezcla de hielo y agua, que está a menor temperatura. Este calor adicional del aire provoca que el hielo se derrita. ¿Cambia la temperatura de la mezcla de hielo y agua al derretirse el hielo? La temperatura de la mezcla de agua y hielo no cambia al derretirse el hielo.
calor específico
El calor específico (c) es la cantidad de calor (Q) necesaria para elevar la temperatura (T) de una unidad de masa (m) de un objeto en un grado. La fórmula para c es:
Sistema Internacional de Unidades es J/Kg K.
El calor específico de un objeto varía con la temperatura. Si la variación de temperatura no es muy grande, el valor puede considerarse constante. A continuación se muestran los valores de c para varios objetos a una presión de 1 atm y una temperatura de 20 ° C (obtenidos experimentalmente).
Fórmula de calor
Si objetos con temperaturas diferentes entran en contacto, el calor se transfiere naturalmente del objeto con mayor temperatura al de menor temperatura. La transferencia de calor cesa una vez que ambos objetos alcanzan el equilibrio térmico . Se puede decir que la transferencia de calor provoca un cambio en la temperatura de los objetos en contacto. Con base en esta breve explicación, se concluye que el calor (Q) está relacionado con un objeto y el cambio de temperatura (delta T) de dicho objeto. Cada objeto tiene una masa (m) y su tipo también es diferente.
tara por calor mecánico
La unidad de calor es la caloría (abreviada kal). Una caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 °C ( exactamente de 14,5 ° C a 15,5 ° C). La cantidad de calor necesaria varía según la temperatura del agua . Con la misma cantidad de calor, un aumento de 1 ° C en la temperatura del agua solo se produce entre 14,5 ° C y 15,5 ° C. La unidad de calor que se usa con frecuencia, especialmente para expresar el valor energético de los alimentos, es la kilocaloría (kcal). 1 kcal = 1000 calorías. Otro nombre para 1 kcal = 1 Caloría (con K mayúscula). La unidad de calor del sistema británico es la Btu (Unidad Térmica Británica). 1 Btu = la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 libra de agua en 1 °F ( exactamente de 63 ° F a 64 ° F).
Anomalía hídrica
Comprender las anomalías del agua
Todo objeto se expande (aumenta su volumen) cuando aumenta su temperatura y se contrae (disminuye su volumen) cuando disminuye . El agua también se expande cuando aumenta su temperatura y se contrae cuando disminuye, pero no entre 0 ° C y 4 ° C. Entre 0 ° C y 4 ° C, el volumen del agua disminuye (se contrae) a medida que aumenta la temperatura. Si calentamos agua a 0 ° C, cuanto más caliente esté, mayor será la disminución de su volumen. Este proceso de contracción se detiene cuando el agua alcanza los 4 ° C. Por encima de los 4 ° C, el volumen del agua aumenta (se expande) a medida que aumenta la temperatura. Por el contrario, el agua se expande (aumenta su volumen) cuando la temperatura desciende de 4 ° C a 0 ° C. Esta peculiaridad del agua se conoce como la anomalía del agua.
Pemuaian
Si observas detenidamente los cables eléctricos, notarás que están curvados hacia abajo debido a la holgura. ¿Por qué se aflojan deliberadamente los cables eléctricos, en lugar de simplemente tensarlos? La mayoría de los techos en Flores y Lembata, Nusa Tenggara Oriental, están hechos de zinc (Zn). Durante el día o la noche, los techos de zinc hacen ruido. ¿Por qué hace ruido el zinc? Si vives en la isla de Java, es posible que hayas observado vías de ferrocarril. Hay huecos en las juntas de los rieles. ¿Cuál es la función de estos huecos en las juntas de los rieles? Hay muchas cosas que puedes pensar y preguntar relacionadas con el tema de la expansión.
Termómetro de gas
Si calibramos diferentes tipos de termómetros, por ejemplo, uno de mercurio y otro de alcohol, las escalas de ambos coinciden únicamente a 0 ° C (o 32 ° F) y 100 ° C (o 212 ° F). Si utilizamos ambos termómetros para medir la temperatura del aire, las lecturas que muestren no serán necesariamente las mismas. Por ejemplo, el termómetro de mercurio podría marcar 48 ° C, mientras que el de alcohol marcaría 46 ° C. Esto se debe a que la dilatación térmica del mercurio y del alcohol es diferente. Lo mismo ocurre con otros tipos de termómetros, como los bimetálicos, etc. La escala de temperatura determinada de esta manera depende en gran medida de las propiedades de los materiales utilizados.