دینامیک چرخشی شاخه‌ای از مکانیک است که حرکت چرخشی شامل نیروها، جرم‌ها و سایر عواملی که بر حرکت چرخشی تأثیر می‌گذارند را مطالعه می‌کند. یک جسم می‌چرخد اگر تمام قسمت‌های جسم به دور یک محور یا محوری که روی یکی از قسمت‌های جسم قرار دارد حرکت کنند. حرکت چرخشی مورد مطالعه در این مبحث بر حرکت چرخشی حول یک محور ثابت تمرکز دارد. حرکت یک قرقره، یک پنکه، حرکت یک CD/DVD در یک اتاق CD/DVD ، حرکت یک در یا پنجره، حرکت یک سیلندر موتور، پروانه هلیکوپتر یا هواپیما یا پروانه کشتی نمونه‌هایی از حرکت چرخشی حول یک محور ثابت هستند. آیا تا به حال یک فرفره چرخان مشاهده کرده‌اید؟ موقعیت محور فرفره همیشه در حال تغییر است (شیب فرفره تمایل به تغییر دارد)، بنابراین حرکت چرخشی مانند آنچه که توسط یک فرفره چرخان تجربه می‌شود در این مبحث مورد مطالعه قرار نمی‌گیرد.
اصل سیاه
درک اصول سیاه‌پوستان
اگر آب گرم و سرد را در یک ظرف روباز (مثلاً یک سطل) مخلوط کنیم، گرما از آب گرم به آب سرد منتقل می‌شود. از آنجا که ظرف روباز است، مقداری از گرما به هوا منتقل می‌شود. ظرف نیز گرم‌تر می‌شود. گرمای آزاد شده توسط آب گرم نه تنها توسط آب سرد، بلکه توسط هوا و ظرف نیز جذب می‌شود. در این حالت، سطل یک سیستم غیر ایزوله است.
وقتی آب گرم و سرد را در یک فلاسک بسته مخلوط می‌کنیم، گرما از آب گرم به آب سرد منتقل می‌شود. فلاسک یک سیستم ایزوله است ، بنابراین هیچ گرمایی به هوا یا فلاسک منتقل نمی‌شود. گرمای آزاد شده توسط آب گرم به سادگی توسط آب سرد جذب می‌شود تا زمانی که مخلوط به تعادل حرارتی برسد.
سیستم‌ها و محیط
درک سیستم‌ها و محیط
یک سیستم، یک شیء یا گروهی از اشیاء است که مورد مطالعه قرار می‌گیرد. سایر اشیاء موجود در جهان، محیط نامیده می‌شوند. به طور معمول، یک سیستم توسط یک «پارتیشن/محدودکننده/جداکننده» از محیط خود جدا می‌شود.
برای مثال، فرض کنید می‌خواهیم آب را در یک قمقمه بررسی کنیم. آب داخل قمقمه، سیستم را تشکیل می‌دهد، در حالی که هوا و سایر اشیاء خارج از قمقمه، محیط را تشکیل می‌دهند. دیواره‌های قمقمه، چه شیشه داخل و چه پلاستیک بیرون، به عنوان یک جداکننده عمل می‌کنند. قمقمه آب یکی از این نمونه‌هاست.
گرمای نهان
درک گرمای نهان
اگر یک دماسنج جیوه‌ای را درون ظرفی حاوی مخلوطی از آب سرد و یخ قرار دهید ، مشاهده خواهید کرد که پس از حرکت به سمت پایین، سطح جیوه ثابت می‌ماند یا دیگر حرکت نمی‌کند. سطح جیوه پس از رسیدن به نقطه ذوب آب یا نقطه انجماد آب (0 درجه سانتیگراد) از حرکت باز می‌ایستد. اگر ظرف باز باشد، گرما از هوای با دمای بالاتر به مخلوط یخ و آب با دمای پایین‌تر جریان می‌یابد. گرمای اضافی هوا باعث ذوب شدن یخ می‌شود. آیا با ذوب شدن یخ، دمای مخلوط یخ و آب تغییر می‌کند؟ با ذوب شدن یخ، دمای مخلوط آب و یخ تغییر نمی‌کند.
گرمای ویژه
گرمای ویژه (c) مقدار گرمایی (Q) است که برای افزایش دمای (T) واحد جرم (m) یک جسم به اندازه یک درجه لازم است. فرمول c به صورت زیر است:
سیستم بین‌المللی واحدها ژول بر کیلوگرم کلوین است.
گرمای ویژه یک جسم با دما تغییر می‌کند. اگر تغییر دما خیلی زیاد نباشد، می‌توان مقدار آن را ثابت در نظر گرفت. در زیر مقادیر c برای چندین جسم در فشار ۱ اتمسفر و دمای ۲۰ درجه سانتیگراد (که به صورت تجربی به دست آمده‌اند) آمده است.
فرمول گرما
اگر اجسام با دماهای مختلف با یکدیگر تماس پیدا کنند، گرما به طور طبیعی از جسم با دمای بالاتر به جسم با دمای پایین‌تر منتقل می‌شود. انتقال گرما پس از رسیدن دو جسم به تعادل گرمایی متوقف می‌شود . می‌توان گفت که انتقال گرما باعث تغییر دمای اجسام در تماس می‌شود. بر اساس این توضیح مختصر، نتیجه گرفته می‌شود که گرما (Q) به یک جسم و تغییر دما (دلتا T) آن جسم مربوط می‌شود . هر جسم جرم (m) دارد و نوع جسم نیز متفاوت است.
وزن خالص گرمای مکانیکی
واحد گرما کالری (به اختصار kal) است. کالری مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای ۱ گرم آب به میزان ۱ درجه سانتیگراد ( دقیقاً از ۱۴.۵ درجه سانتیگراد به ۱۵.۵ درجه سانتیگراد) است. مقدار گرمای مورد نیاز برای دماهای مختلف آب متفاوت است. برای مقدار گرمای یکسان، افزایش ۱ درجه سانتیگرادی دمای آب فقط بین ۱۴.۵ درجه سانتیگراد و ۱۵.۵ درجه سانتیگراد رخ می‌دهد. واحد گرما که اغلب استفاده می‌شود، به خصوص برای بیان ارزش انرژی غذا، کیلوکالری (kcal) است. ۱ کیلوکالری = ۱۰۰۰ کالری. نام دیگر ۱ کیلوکالری = ۱ کالری (K بزرگ). واحد گرما برای سیستم بریتانیایی Btu (واحد حرارتی بریتانیایی) است. ۱ Btu = مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای ۱ پوند آب به میزان ۱ درجه فارنهایت ( دقیقاً از ۶۳ درجه فارنهایت به ۶۴ درجه فارنهایت).
ناهنجاری آب
درک ناهنجاری‌های آب
هر جسمی با افزایش دمای خود منبسط می‌شود (حجم آن افزایش می‌یابد) و با کاهش دمای خود منقبض می‌شود (حجم آن کاهش می‌یابد). آب نیز با افزایش دما منبسط و با کاهش دما منقبض می‌شود، اما در دماهای ۰ تا ۴ درجه سانتیگراد اینطور نیست . بین دماهای ۰ تا ۴ درجه سانتیگراد، با افزایش دما، حجم آب کاهش می‌یابد (آب منقبض می‌شود). اگر آب را در دمای ۰ درجه سانتیگراد گرم کنیم، هر چه آب داغ‌تر باشد، حجم آب بیشتر کاهش می‌یابد. فرآیند انقباض زمانی متوقف می‌شود که آب به دمای ۴ درجه سانتیگراد برسد. در دمای بالاتر از ۴ درجه سانتیگراد، با افزایش دما، حجم آب افزایش می‌یابد (آب منبسط می‌شود). برعکس، وقتی دما از ۴ درجه سانتیگراد به ۰ درجه سانتیگراد کاهش می‌یابد، آب منبسط می‌شود (حجم آب افزایش می‌یابد). این ویژگی عجیب آب به عنوان ناهنجاری آب شناخته می‌شود.
گسترش
اگر کابل‌های برق را از نزدیک مشاهده کنید، متوجه خواهید شد که به دلیل شل بودن، به سمت پایین خمیده شده‌اند. چرا کابل‌های برق عمداً شل می‌شوند، نه اینکه صرفاً کشیده شوند؟ بیشتر سقف‌ها در فلورس و لمباتا، شرق نوسا تنگارا، از روی (Zn) ساخته شده‌اند. در طول روز یا شب، سقف‌های روی صدا می‌دهند. چرا روی صدا می‌دهد؟ اگر در جزیره جاوه زندگی می‌کنید، ممکن است ریل‌های راه‌آهن را مشاهده کرده باشید. در محل اتصال ریل‌ها شکاف‌هایی وجود دارد. عملکرد این شکاف‌ها در محل اتصال ریل‌ها چیست؟ چیزهای زیادی وجود دارد که می‌توانید در مورد موضوع انبساط در مورد آنها فکر کنید و بپرسید.
دماسنج گازی
اگر انواع مختلف دماسنج، مثلاً یک دماسنج جیوه‌ای و یک دماسنج الکلی را کالیبره کنیم ، مقیاس هر دو دماسنج فقط در دمای ۰ درجه سانتیگراد (یا ۳۲ درجه فارنهایت) و ۱۰۰ درجه سانتیگراد (یا ۲۱۲ درجه فارنهایت ) یکسان است. اگر از هر دو دماسنج برای اندازه‌گیری دمای هوا استفاده کنیم، اعداد نشان داده شده توسط هر دماسنج لزوماً یکسان نخواهند بود. ممکن است دماسنج جیوه‌ای ۴۸ درجه سانتیگراد و دماسنج الکلی ۴۶ درجه سانتیگراد را نشان دهد. دلیل این امر متفاوت بودن سرعت انبساط جیوه و الکل است. به همین ترتیب در مورد سایر انواع دماسنج‌ها، مانند دماسنج‌های دوفلزی و غیره نیز همینطور است. مقیاس دمایی که به این روش تعیین می‌شود، به خواص مواد مورد استفاده بسیار وابسته است.