回転力学

回転力学は、回転運動に影響を与える力、質量、その他の要因を含む回転運動を研究する力学の一分野です。物体は、物体のすべての部分が物体のいずれかの部分にある軸または支点の周りを動くときに回転します。このトピックで研究される回転運動は、固定軸を中心とした回転運動に焦点を当てています。滑車、扇風機、CD/DVDルームでの CD/DVD の動き、ドアや窓の動き、エンジンのシリンダー、ヘリコプターや飛行機のプロペラ、または船のプロペラの動きは、固定軸を中心とした回転運動の例です。回転するコマを見たことがありますか?回転するコマの軸の位置は常に変化しています (コマの傾きが変化する傾向があります)。したがって、回転するコマが経験するような回転運動は、このトピックでは研究されません。

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ブラック・プリンシプル

黒人の原則を理解する

開いた容器(例えばバケツ)に温水と冷水を混ぜると、熱は温水から冷水へと伝わります。容器が開いているため、熱の一部は空気にも伝わります。容器自体も温かくなります。温水から放出された熱は、冷水だけでなく、空気や容器にも吸収されます。この場合、バケツは非断熱系となります。

密閉された魔法瓶の中で温水と冷水を混ぜると、熱は温水から冷水へと移動します。魔法瓶は断熱されたシステムなので、熱は空気や魔法瓶自体には伝わりません。温水から放出された熱は、混合物が熱平衡に達するまで冷水に吸収されます。

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システムと環境

システムと環境の理解

システムとは、研究対象となる物体または物体のグループのことです。宇宙に存在する他の物体は環境と呼ばれます。通常、システムは「仕切り/制限/分離器」によって環境から分離されています。

例えば、魔法瓶の中の水について調べたいとしましょう。魔法瓶の中の水が系を構成し、魔法瓶の外にある空気やその他の物体が環境を構成します。魔法瓶の壁、つまり内側のガラスと外側のプラスチックは、仕切りとして機能します。水を入れる魔法瓶はその一例です。

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潜熱

潜熱の理解

冷水と氷の混合物が入った容器に水銀温度計を差し込むと、水銀面が下がった後、静止するか、それ以上動かなくなることがわかります。水銀面は、水の融点または凝固点(0 ℃)に達すると動きを止めます。容器が開いている場合、より高温の空気からより低温の氷と水の混合物に熱が流れます。空気からの追加の熱によって氷が溶けます。氷が溶けると、氷と水の混合物の温度は変化しますか?氷が溶けても、水と氷の混合物の温度は変化しません。

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比熱

比熱(c)とは、物体の単位質量(m)の温度(T)を1度上昇させるのに必要な熱量(Q)のことである。cの公式は以下のとおりである。

比熱 - 1国際単位系 は J/Kg K です。

物体の比熱は温度によって変化します。温度変化がそれほど大きくない場合は、比熱の値は一定とみなすことができます。以下は、圧力1気圧、温度20℃におけるいくつかの物体の比熱cの値です(実験的に得られた値)。

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熱の式

温度の異なる物体同士が接触すると、熱は自然と高温の物体から低温の物体へと移動します。2つの物体が熱平衡に達すると、熱伝達は停止します。つまり、熱伝達によって接触している物体の温度が変化すると言えます。この簡単な説明から、熱量(Q)は物体とその物体の温度変化(ΔT)に関係していることがわかります。各物体には質量(m)があり、物体の種類も異なります。

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機械式加熱風袋引き

熱の単位はカロリー(略称 kal)です。1 カロリーは、1 グラムの水の温度を 1 ℃ (正確には 14,5 ℃ から 15,5 ℃) 上げるのに必要な熱量です。必要な熱量は水の温度によって異なります。同じ量の熱で、水の温度が 1 ℃上昇するのは 14,5 ℃ から 15,5 ℃ の間だけです。特に食品のエネルギー値を表す際によく使用される熱の単位はキロカロリー (kcal) です。1 kcal = 1000 カロリー。1 kcal の別の呼び方は 1 カロリー (大文字の K) です。英国式の熱の単位は Btu (英国熱量単位) です。1 Btu = 1 ポンドの水の温度を 1 ° F (正確には 63 ° F から 64 ° F)上げるのに必要な熱量です。

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水異常

水異常の理解

物体は、温度が上昇すると膨張し(体積が増加)、温度が低下すると収縮します(体積が減少)。水も温度が上昇すると膨張し、温度が低下すると収縮しますが、0℃~4℃の温度ではそうではありません。0 ℃から4 ℃の温度では、温度が上昇するにつれて水の体積は減少します(水は収縮します)。0℃の水を加熱すると、水の温度が高いほど、水の体積は減少します。水の温度が4℃に達すると、収縮プロセスは停止します。4℃を超えると、温度が上昇するにつれて水の体積は増加します(水は膨張します)。逆に、温度が4 ℃から0℃に低下すると、水は膨張します(水の体積は増加します)。この水の奇妙な性質は、水の異常として知られています。

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ペムアアン

電線をよく観察すると、たるみのために下向きに曲がっていることに気づくでしょう。電線はなぜ単に張るのではなく、意図的に緩められているのでしょうか。東ヌサ・トゥンガラ州のフローレス島とレンバタ島の屋根のほとんどは亜鉛(Zn)でできています。昼夜を問わず、亜鉛の屋根は音を立てます。なぜ亜鉛は音を立てるのでしょうか。ジャワ島に住んでいると、鉄道の線路を見たことがあるかもしれません。レールの継ぎ目には隙間があります。レールの継ぎ目のこれらの隙間の役割は何でしょうか。膨張というテーマに関連して、考えたり質問したりできることはたくさんあります。

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ガス温度計

例えば水銀温度計とアルコール温度計のように、異なる種類の温度計を校正する場合、両方の温度計の目盛りが同じになるのは0 ℃(または32 ° F)と100 ℃(または212 ° F)のみです。両方の温度計を使って気温を測定する場合、それぞれの温度計が示す数値は必ずしも同じではありません。水銀温度計が48 ℃を示し、アルコール温度計が46℃を示すといったこともあり得ます。これは、水銀とアルコールの膨張率が異なるためです。バイメタル温度計など、他の種類の温度計でも同様です。このようにして決定される温度目盛りは、使用される材料の特性に大きく依存します。

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