רשתות גורוםודה
מאמר על עקרון ברנוליס ומשוואת ברנוליס
כשאנחנו רוכבים על אופנוע, הבגדים שאנחנו לובשים נפוחים לאחור. לפעמים, אם הרוח נושבת חזק, הדלת יכולה להיסגר מעצמה. למרות שהרוח נושבת מחוץ לבית, הדלת נמצאת בתוך הבית.
ניתן להסביר זאת באמצעות עקרון ברנולי. דניאל ברנולי (1700-1782) גילה עיקרון שניתן להשתמש בו כדי להסביר את התופעה הנ"ל.
העיקרון של ברנולי
מאמר על משוואת הרציפות
נסו לפתוח את ברז המים לאט תוך שימת לב למהירות המים היוצאים מפיה של הברז. כעת השוו, היכן קצב זרימת המים מהיר יותר, כאשר פיה של הברז סגור או לא? מדוע זה כך? כדי להבין זאת, אנא למדו את משוואת הרציפות.
ייעל
בזרם קבוע, המהירות של כל חלקיק נוזל בנקודה מסוימת, נניח נקודה A, תמיד זהה. כאשר עוברים את נקודה B, מהירות חלקיקי הנוזל עשויה להשתנות. עם זאת, כאשר מגיעים לנקודה B, חלקיקי הנוזל הבאים מאחור זורמים באותה מהירות כמו חלקיקי הנוזל שלפניה. כך גם כאשר מגיעים לנקודה C וכן הלאה. קו הזרימה הוא עקומה המחברת את נקודות A, B ו-C.
1. הגדרת עקרון השחור
אם נערבב מים חמים וקרים במיכל פתוח (לדוגמה, דלי), חום עובר ממים חמים למים קרים. מכיוון שהמיכל פתוח, חלק מהחום נע לאוויר. המיכל גם מתחמם. חום המשתחרר על ידי מים חמים לא נספג רק על ידי מים קרים, אלא גם נספג על ידי האטמוספירה והמיכלים. במקרה זה, הדלי הוא מערכת לא מבודדת. כאשר נערבב מים חמים וקרים בתרמוס סגור, חום עובר ממים חמים למים קרים. תרמוסים הם מערכות מבודדות, ולכן חום לא נע לאוויר או לתרמוס. מים קרים סופגים רק את החום המשתחרר על ידי מים חמים עד שתערובת המים החמים והמים הקרים מגיעה לשיווי משקל תרמי.
1. הגדרת העברת חום באמצעות קרינה
איך זה מרגיש אם אתה לובש בגדים שחורים ביום חם, או מתי אתה מתאמן במהלך היום? השווה לזה כשאתה לובש בגדים לבנים? אם אתה לובש בגדים שחורים במהלך היום, אז אתה מרגיש חם. למה זה? המרחק בין השמש לכדור הארץ בבוקר כמעט זהה למרחק בין השמש לכדור הארץ במהלך היום והערב. אז למה הבקרים והערבים קרירים יותר, חמים יותר במהלך היום? התשובות לשאלות אלו קשורות להעברת חום באמצעות קרינה.
מאמר על העברת חום באמצעות הסעה
היית פעם ליד החוף כשהיה שמשי? ביום בהיר, על החוף, תמיד יש רוח נושבת מהים. למה תמיד יש רוח על החוף, ומדוע בריזה מהים (רוחות הנושבות מהים ליבשה) מתרחשת במהלך היום, ובריזה מהיבשה (רוחות הנושבות מהיבשה לים) מתרחשת בלילה? למה בעונת הגשמים עננים יכולים לרדת למדרונות? למה הרוח מרגישה קרירה? התשובות לשאלות אלו קשורות לחום הסגולי של היבשה והים, התפשטות, צפיפות ומעבר חום באמצעות הסעה!
1. הגדרת העברת חום באמצעות הולכה
אם יושבים על כיסא עץ, פני השטח של כיסא העץ מתחממים. לעומת זאת, אם יושבים על כיסא עשוי פלסטיק או מתכת, פני השטח של כיסא מתכת או פלסטיק לא מרגישים חמים לאחר הישיבה. מדוע פני השטח של כיסא העץ מתחממים, בעוד שמשטח כיסא המתכת לא? מדוע שינה על רצפה קרה ללא מזרן יכולה לגרום לכאב? האם אי פעם לבשת מעיל נגד קור? מדוע רוב מעילי נגד קור עשויים צמר? עדיין ישנם דברים רבים שניתן לשקול ולהטיל ספק בהם הקשורים לנושא העברת חום באמצעות הולכה.
מאמר על חום סמוי וקיבול חום סגולי
אם תשימו מדחום כספית במיכל המכיל תערובת של מים קרים וקרח, תראו שאחרי שהכספית זזה כלפי מטה, פני השטח שלה מפסיקים לנוע. פני השטח של כספית מפסיקים לנוע לאחר שהגיעו לנקודת הקיפאון של המים (0 מעלות צלזיוס). אם המיכל פתוח, חום זורם מהאוויר בעל הטמפרטורה הגבוהה לתערובת של קרח ומים קרים. תוספת החום מהאוויר גורמת להמסת הקרח. כל עוד הקרח נמס, האם טמפרטורת תערובת הקרח והמים הקרים משתנה? כל עוד הקרח נמס, טמפרטורת תערובת המים והקרח לא משתנה.
מאמר הגדרת חום שווה ערך מכני של חום משוואת חום
1. הגדרת חום
אם חפצים בעלי הפרשי טמפרטורה נוגעים זה בזה, יתרחש מעבר חום מחפצים בטמפרטורה גבוהה לחפצים בטמפרטורה נמוכה. העברת החום נעצרת לאחר שנגיעה בחפצים שמגיעה לאותה טמפרטורה. לדוגמה, אם אנו מערבבים מים חמים עם מים קרים, חום בדרך כלל עובר ממים חמים למים קרים. כאשר אנו מכניסים ברזל חם למים קרים, חום עובר מברזל למים. חום יפסיק לזרום לאחר שהברזל והמים מגיעים לאותה טמפרטורה. כאשר אחות מחברת מדחום לגוף שלך, חום עובר מ
כל גוף מתרחב (נפח הגוף עולה) כאשר הטמפרטורה עולה, וחפצים מתכווצים (נפח הגוף יורד) כאשר הטמפרטורה יורדת. מים גם מתרחבים כאשר הטמפרטורה עולה ומתכווצים כאשר הטמפרטורה יורדת, אך לא ב-0 מעלות צלזיוס - 4 מעלות צלזיוס. בין 0 מעלות צלזיוס ל-4 מעלות צלזיוס, נפח המים יורד (מים מתכווצים) ככל שהטמפרטורה עולה. אם נחמם את המים ב-0 מעלות צלזיוס, המים מתחממים יותר, נפח המים יורד. תהליך ההתכווצות נעצר כאשר המים מגיעים ל-4 מעלות צלזיוס. מעל 4 מעלות צלזיוס, נפח המים גדל ככל שהטמפרטורה עולה. במקום זאת, מים מתרחבים (נפח המים עולה) כאשר הטמפרטורה יורדת מ-4 מעלות צלזיוס ל-0 מעלות צלזיוס.
רוב העצמים המוצקים חווים התפשטות ליניארית כאשר הטמפרטורה משתנה. ההתפשטות הליניארית היא עלייה באורך העצם או ירידה באורך העצם. בדרך כלל, אורך העצם גדל כאשר הטמפרטורה עולה, בעוד שאורך העצם יורד כאשר הטמפרטורה יורדת. אתם עשויים לחשוב שהתפשטות ליניארית יכולה להתרחש רק על עצמים כמו חוטים דקים. לדוגמה, התבוננו במכונית שחונה בצד הדרך, כך שהיא חשופה לשמש. כאשר המכונית מתחממת יתר על המידה, לוח הברזל יכול להתעבות, או שאורך הצד יכול לגדול. גגות של בתים עשויים אבץ יכולים גם הם לחוות התפשטות. במקרה זה, כאשר אבץ מתחמם יתר על המידה, קצוות האבץ גדלים ברוחב והאבץ יכול אפילו להתעבות. אותו דבר קרה למסילות הרכבת ולברזל או הפלדה שעל הגשר.