Gurumuda netkerfi
Grein um Bernoullis-lögmálið og Bernoullis-jöfnuna
Þegar við ökum mótorhjól eru fötin sem við klæðumst þrútin aftur á bak. Stundum, ef vindurinn blæs hvasst, getur hurðin lokast sjálfkrafa. Þó að vindurinn blæs fyrir utan húsið, þá er hurðin inni í húsinu.
Þetta má útskýra með meginreglu Bernoullis. Daniel Bernoulli (1700-1782) uppgötvaði meginreglu sem hægt væri að nota til að útskýra ofangreint fyrirbæri.
Bernoulli meginreglan
Grein um jöfnu samfellu
Reyndu að opna vatnskranann hægt og fylgstu með hraða vatnsins sem kemur út um kranann. Berðu nú saman, hvar er vatnsrennslið hraðara þegar kraninn er lokaður eða ekki? Hvers vegna er það? Til að skilja þetta, vinsamlegast skoðaðu samfelldnijöfnuna.
Hagræða
Í stöðugum straumi er hraði hverrar vökvaagnar á punkti, til dæmis punkti A, alltaf sá sami. Þegar vökvaagnirnar fara framhjá punkti B getur hraði þeirra breyst. Hins vegar, þegar þær koma að punkti B, flæða vökvaagnirnar sem fylgja á eftir með sama hraða og vökvaagnirnar sem koma á undan þeim. Eins þegar þær koma að punkti C og svo framvegis. Flæðislínan er ferill sem tengir punktana A, B og C.
1. Skilgreining á svarta meginreglunni
Ef við blöndum saman heitu og köldu vatni í opnu íláti (til dæmis fötu) flyst varmi úr heita vatninu í kalt vatn. Þar sem ílátið er opið flyst hiti út í loftið. Ílátið hlýnar einnig. Hiti sem losnar úr heita vatninu er ekki aðeins frásogaður af köldu vatni heldur einnig frásogaður af andrúmsloftinu og ílátunum. Í þessu tilfelli er fötan óeinangrað kerfi. Þegar við blöndum saman heitu og köldu vatni í lokaðri hitabrúsa flyst hiti úr heita vatninu í kalt vatn. Hitabrúsar eru einangruð kerfi, þannig að enginn hiti flyst út í loftið eða hitabrúsann. Kalt vatn dregur aðeins í sig hitann sem losnar úr heita vatninu fyrr en blanda af heitu vatni og köldu vatni nær varmajafnvægi.
1. Skilgreining á varmaflutningi með geislun
Hvernig líður þér ef þú klæðist svörtum fötum á heitum degi, eða hvenær þú ert að hreyfa þig á daginn? Berðu það saman við þegar þú klæðist hvítum fötum? Ef þú klæðist svörtum fötum á daginn, þá finnst þér heitt. Af hverju er það? Fjarlægðin milli sólar og jarðar á morgnana er næstum sú sama og fjarlægðin milli sólar og jarðar á daginn og kvöldin. Af hverju eru þá morgnar og kvöldin kaldari, heitari á daginn? Svörin við þessum spurningum tengjast varmaflutningi með geislun.
Grein um varmaflutning með varmaburði
Hefurðu einhvern tímann verið við ströndina þegar það var sól? Á björtum degi er alltaf vindur sem blæs af sjónum á ströndinni. Af hverju er alltaf vindur á ströndinni og af hverju er sjávargola (vindar sem blæs frá sjó til lands) á daginn en landgola (vindar sem blæs frá landi til sjávar) á nóttunni? Af hverju geta ský komið niður á hlíðar á regntímanum? Af hverju finnst vindurinn svalur? Svörin við þessum spurningum tengjast eðlisvarma lands og sjávar, útþenslu, eðlisþyngd og varmaflutningi með varmaburði!
1. Skilgreining á varmaleiðni
Ef þú situr í tréstól hlýnar yfirborðið. Ef þú situr hins vegar í stól úr plasti eða málmi, þá finnst yfirborð málm- eða plaststóls ekki hlýtt eftir að þú hefur setið. Af hverju hitnar yfirborð tréstólsins en málmstóllinn ekki? Af hverju getur það valdið sársauka að sofa á köldu gólfi án dýnu? Hefur þú einhvern tíma notað kuldagalla? Af hverju eru flestir kuldagallar úr ull? Það eru samt margir hlutir sem hægt er að íhuga og spyrja spurninga varðandi varmaleiðni.
Grein um dulda varma eðlisvarma og varmarýmd
Ef þú setur kvikasilfurshitamæli í ílát sem inniheldur blöndu af köldu vatni og ís, munt þú taka eftir því að eftir að kvikasilfurið færist niður á við hættir yfirborð þess að hreyfast. Yfirborð kvikasilfurs hættir að hreyfast eftir að það nær frostmarki vatnsins (0 ° C). Ef ílátið er opið streymir hiti frá loftinu sem hefur hæsta hitastigið til blöndunnar af ís og köldu vatni. Viðbót hitans úr loftinu veldur því að ísinn bráðnar. Breytist hitastig blöndunnar af ís og köldu vatni svo lengi sem ís bráðnar? Svo lengi sem ís bráðnar breytist hitastig blöndunnar af vatni og ís ekki.
Grein Skilgreining á varma Vélrænn jafngildi varma Jafna fyrir varma
1. Skilgreining á hita
Ef hlutir sem hafa mismunandi hitastig snertast hver við annan, mun varmaflutningur eiga sér stað frá hlutum með háan hita til hluta með lágan hita. Varmaflutningurinn hættir eftir að hlutir sem snertast ná sama hitastigi. Til dæmis, ef við blöndum heitu vatni og köldu vatni, þá færist hiti venjulega frá heitu vatni í kalt vatn. Þegar við setjum heitt járn í kalt vatn, þá færist hiti frá járni í vatn. Hiti hættir að streyma eftir að járn og vatn ná sama hitastigi. Þegar hjúkrunarfræðingur festir hitamæli við líkama þinn, þá færist hiti frá
Hver hlutur þenst út (rúmmál hluta eykst) þegar hitastigið hækkar og hlutir skreppa saman (rúmmál hluta minnkar) þegar hitastigið lækkar. Vatn þenst einnig út þegar hitastigið hækkar og skreppa saman þegar hitastigið lækkar, en ekki við 0 ° C – 4 ° C. Á milli 0°C og 4°C minnkar rúmmál vatns (vatn skreppa saman) þegar hitastigið hækkar. Ef við hitum vatnið við 0 ° C, þá hitnar vatnið og vatnsrúmmálið minnkar. Rýrnunarferlið stöðvast þegar vatnið nær 4 ° C. Yfir 4 ° C eykst vatnsrúmmál þegar hitastigið hækkar. Í staðinn þenst vatn út (rúmmál vatns eykst) þegar hitastigið lækkar úr 4 ° C í 0 ° C.
Flestir fastir hlutir þenjast út línulega þegar hitastig breytist. Línulega þensla er hvort lengd hlutarins eykst eða lengd hans minnkar. Venjulega eykst lengd hlutarins þegar hitastigið hækkar, en lengd hlutarins minnkar þegar hitastigið lækkar. Þú gætir haldið að línuleg þensla geti aðeins átt sér stað á hlutum eins og þunnum vírum. Til dæmis, skoðaðu bíl sem er lagður við vegkantinn, þannig að hann er útsettur fyrir sólinni. Þegar bíllinn ofhitnar getur járnplatan þykknað eða hliðarlengdin aukist. Þök húsa úr sinki geta einnig þenst út. Í þessu tilfelli, þegar sink ofhitnar, aukast brúnir sinksins í breidd og sinkið getur jafnvel þykknað. Hið sama gerðist með járnbrautarteinana og járnið eða stálið á brúnni.