Gurumuda Networks
Articolo sul principio di Bernoulli e sull'equazione di Bernoulli.
Quando andiamo in moto, i vestiti che indossiamo si gonfiano all'indietro. A volte, se soffia forte il vento, la porta può chiudersi da sola. Anche se il vento soffia fuori casa, mentre la porta è dentro casa.
Questo fenomeno può essere spiegato utilizzando il principio di Bernoulli. Daniel Bernoulli (1700-1782) scoprì un principio che poteva essere utilizzato per spiegare il fenomeno sopra descritto.
Il principio di Bernoulli
Articolo sull'equazione di continuità
Prova ad aprire lentamente il rubinetto dell'acqua, prestando attenzione alla velocità del flusso che fuoriesce. Ora confronta: quando il flusso d'acqua è più veloce, quando il rubinetto è chiuso o aperto? Perché? Per capirlo, studia l'equazione di continuità.
Streamline
In un flusso stazionario, la velocità di ogni particella di fluido in un punto, ad esempio il punto A, è sempre la stessa. Passando per il punto B, la velocità delle particelle di fluido può cambiare. Tuttavia, quando raggiungono il punto B, le particelle di fluido che seguono scorrono alla stessa velocità di quelle che le precedono. Lo stesso accade quando arrivano al punto C e così via. La linea di flusso è una curva che collega i punti A, B e C.
1. Definizione del principio di Black
Se mescoliamo acqua calda e fredda in un recipiente aperto (ad esempio un secchio), il calore si trasferisce dall'acqua calda a quella fredda. Poiché il recipiente è aperto, parte del calore si disperde nell'aria. Anche il recipiente si riscalda. Il calore rilasciato dall'acqua calda non viene assorbito solo dall'acqua fredda, ma anche dall'atmosfera e dal recipiente stesso. In questo caso, il secchio costituisce un sistema non isolato. Quando mescoliamo acqua calda e fredda in un thermos chiuso, il calore si trasferisce dall'acqua calda a quella fredda. I thermos sono sistemi isolati, quindi non si verifica alcuno scambio di calore con l'aria o con il thermos. L'acqua fredda assorbe solo il calore rilasciato dall'acqua calda fino a quando la miscela di acqua calda e fredda non raggiunge l'equilibrio termico.
1. Definizione di trasferimento di calore per irraggiamento
Che sensazione si prova indossando abiti neri in una giornata calda, o durante un'attività fisica diurna? Rispetto a quando si indossano abiti bianchi? Se si indossano abiti neri durante il giorno, si avverte caldo. Perché? La distanza tra il sole e la terra al mattino è quasi la stessa della distanza tra il sole e la terra durante il giorno e la sera. Allora perché le mattine e le sere sono più fresche, mentre di giorno fa più caldo? Le risposte a queste domande sono legate al trasferimento di calore per irraggiamento.
Articolo sul trasferimento di calore per convezione
Siete mai stati in spiaggia in una giornata di sole? Nelle giornate limpide, sulla spiaggia, soffia sempre un vento proveniente dal mare. Perché c'è sempre vento in spiaggia e perché la brezza marina (il vento che soffia dal mare verso la terraferma) si manifesta durante il giorno, mentre la brezza di terra (il vento che soffia dalla terraferma verso il mare) si manifesta di notte? Perché durante la stagione delle piogge le nuvole possono scendere fino ai pendii? Perché il vento è fresco? Le risposte a queste domande sono legate al calore specifico della terra e del mare, all'espansione, alla densità e al trasferimento di calore per convezione!
1. Definizione di trasferimento di calore per conduzione
Se ti siedi su una sedia di legno, la superficie della sedia si riscalda. Al contrario, se ti siedi su una sedia di plastica o di metallo, la superficie di quest'ultima non si riscalda. Perché la superficie della sedia di legno si riscalda, mentre quella della sedia di metallo no? Perché dormire su un pavimento freddo senza materasso può causare dolore? Hai mai indossato una giacca termica? Perché la maggior parte delle giacche termiche sono fatte di lana? Ci sono ancora molti aspetti da considerare e su cui interrogarsi in relazione al tema della trasmissione del calore per conduzione.
Articolo sul calore latente, calore specifico e capacità termica.
Se si immerge un termometro a mercurio in un recipiente contenente una miscela di acqua fredda e ghiaccio, si osserverà che, scendendo verso il basso, la superficie del mercurio smette di muoversi. La superficie del mercurio smette di muoversi quando raggiunge la temperatura di congelamento dell'acqua (0 ° C). Se il recipiente è aperto, il calore fluisce dall'aria, che ha una temperatura elevata, alla miscela di ghiaccio e acqua fredda. L'apporto di calore dall'aria provoca lo scioglimento del ghiaccio. Finché il ghiaccio si scioglie, la temperatura della miscela di ghiaccio e acqua fredda cambia? Finché il ghiaccio si scioglie, la temperatura della miscela di acqua e ghiaccio non cambia.
Articolo Definizione di calore Equivalente meccanico del calore Equazione del calore
1. Definizione di calore
Se oggetti con differenze di temperatura si toccano, si verifica un trasferimento di calore dagli oggetti ad alta temperatura a quelli a bassa temperatura. Il trasferimento di calore si interrompe quando gli oggetti a contatto raggiungono la stessa temperatura. Ad esempio, se mescoliamo acqua calda con acqua fredda, il calore si sposta solitamente dall'acqua calda a quella fredda. Quando mettiamo un ferro caldo in acqua fredda, il calore si sposta dal ferro all'acqua. Il flusso di calore si interrompe quando il ferro e l'acqua raggiungono la stessa temperatura. Quando un'infermiera attacca un termometro al tuo corpo, il calore si sposta da
Ogni oggetto si espande (il volume degli oggetti aumenta) quando la temperatura aumenta e si contrae (il volume degli oggetti diminuisce) quando la temperatura diminuisce. Anche l'acqua si espande quando la temperatura aumenta e si contrae quando diminuisce, ma non tra 0 ° C e 4 ° C. Tra 0 °C e 4 °C, il volume dell'acqua diminuisce (l'acqua si contrae) all'aumentare della temperatura. Se riscaldiamo l'acqua a 0 ° C, l'acqua si riscalda e il suo volume diminuisce. Il processo di contrazione si arresta quando l'acqua raggiunge i 4 ° C. Al di sopra dei 4 ° C, il volume dell'acqua aumenta all'aumentare della temperatura. Al contrario, l'acqua si espande (il volume dell'acqua aumenta) quando la temperatura diminuisce da 4 ° C a 0 ° C.
La maggior parte degli oggetti solidi subisce un'espansione lineare al variare della temperatura. L'espansione lineare consiste in un aumento o una diminuzione della lunghezza dell'oggetto. Solitamente, la lunghezza dell'oggetto aumenta quando la temperatura aumenta, mentre diminuisce quando la temperatura diminuisce. Si potrebbe pensare che l'espansione lineare si verifichi solo in oggetti come i fili sottili. Ad esempio, si consideri un'auto parcheggiata sul ciglio della strada ed esposta al sole. Quando l'auto si surriscalda, la lamiera può ispessirsi o la sua lunghezza può aumentare. Anche i tetti delle case in zinco possono subire un'espansione. In questo caso, quando lo zinco si surriscalda, i bordi si allargano e lo zinco può addirittura ispessirsi. Lo stesso fenomeno si verifica con i binari ferroviari e il ferro o l'acciaio dei ponti.