ბრუნვითი დინამიკა არის მექანიკის დარგი, რომელიც სწავლობს ბრუნვით მოძრაობას, რომელიც მოიცავს ძალას, მასას და სხვა ფაქტორებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ბრუნვით მოძრაობაზე. ობიექტი ბრუნავს, თუ ობიექტის ყველა ნაწილი მოძრაობს ღერძის ან საყრდენის გარშემო, რომელიც მდებარეობს ობიექტის ერთ-ერთ ნაწილზე. ამ თემაში შესწავლილი ბრუნვითი მოძრაობა ფოკუსირებულია ბრუნვით მოძრაობაზე ფიქსირებული ღერძის გარშემო. ბორბლის, ვენტილატორის, CD/DVD დისკის მოძრაობა CD/DVD დისკის შიგნით. ოთახიკარების ან ფანჯრების მოძრაობა, ძრავის ცილინდრების მოძრაობა, ვერტმფრენის ან თვითმფრინავის პროპელერები, გემის პროპელერები ფიქსირებულ ღერძზე ბრუნვითი მოძრაობის რამდენიმე მაგალითია. ოდესმე დაგიკვირვებიათ სატრიალო ტრიალი? სატრიალო ტრიალის ღერძის პოზიცია მუდმივად იცვლება (ტრიალის დახრილობა იცვლება), ამიტომ ამ თემაში არ არის შესწავლილი ისეთი ბრუნვითი მოძრაობა, როგორსაც სატრიალო ტრიალი განიცდის.
შავი პრინციპი
შავკანიანთა პრინციპების გაგება
თუ ცხელ და ცივ წყალს ღია ჭურჭელში (მაგალითად, ვედროში) შევურიოთ, მაშინ სითბო ცხელი წყლიდან ცივ წყალზე გადაიცემა. რადგან ჭურჭელი ღიაა, სითბოს ნაწილი აორთქლდება. სითბო ჰაერში გადადის. კონტეინერიც თბება. ცხელი წყლის მიერ გამოყოფილი სითბო არა მხოლოდ ცივი წყალი შთანთქავს, არამედ ჰაერიც და კონტეინერიც. ამ შემთხვევაში, ვედრო არაიზოლირებული სისტემაა.
თუ დახურულ თერმოსში ცხელ და ცივ წყალს შევურიებთ, ეს მოხდება სითბოს გადაცემა ცხელი წყლიდან ცივ წყალზე. თერმოსი არის იზოლირებული სისტემა ამგვარად, სითბო არც ჰაერს და არც თერმოსს არ გადაეცემა. ცხელი წყლით გამოყოფილი სითბო ცივი წყლით მხოლოდ მანამ შეიწოვება, სანამ ცხელი და ცივი წყლის ნარევი გარკვეულ ტემპერატურას არ მიაღწევს. თერმული წონასწორობა.
სისტემები და გარემო
სისტემებისა და გარემოს გაგება
სისტემა არის შესწავლილი ობიექტი ან ობიექტების ჯგუფი. სამყაროში არსებულ სხვა ობიექტებს გარემო ეწოდება. როგორც წესი, სისტემა თავისი გარემოსგან გამოყოფილია „დანაყოფით/შემზღუდველით/გამყოფით“.
მაგალითად, ვთქვათ, რომ გვინდა თერმოსში წყლის შესწავლა. თერმოსში არსებული წყალი სისტემას წარმოადგენს, ხოლო თერმოსის გარეთ არსებული ჰაერი და სხვა ობიექტები გარემოს. თერმოსის კედლები, როგორც შიგნით არსებული მინა, ასევე გარეთ არსებული პლასტმასი, გამყოფის როლს ასრულებს. წყლის თერმოსი ერთ-ერთი მაგალითია.
ფარული სითბო
ფარული სითბოს გაგება
თუ შეხვალთ ვერცხლისწყლის თერმომეტრი ცივი წყლისა და ყინულის ნარევის შემცველ ჭურჭელში ჩასვლისას, თქვენ შეამჩნევთ, რომ ქვემოთ გადაადგილების შემდეგ, ვერცხლისწყლის ზედაპირი უძრავია ან აღარ მოძრაობს. ვერცხლისწყლის ზედაპირი წყვეტს მოძრაობას წყლის დნობის წერტილის ან გაყინვის წერტილის მიღწევის შემდეგ. გაყინვის წერტილი წყალი (0) oგ). თუ კონტეინერი ღიაა, სითბო უფრო მაღალი ტემპერატურის ჰაერიდან გადადის უფრო დაბალი ტემპერატურის ყინულისა და წყლის ნარევში. ჰაერის დამატებითი სითბო იწვევს ყინულის დნობას. ყინულის დნობისას, სუჰუ იცვლება თუ არა ყინულისა და წყლის ნარევი? ყინულის დნობისას წყლისა და ყინულის ნარევის ტემპერატურა არ იცვლება.
სპეციფიკური სითბო
სპეციფიკური სითბო (c) არის რაოდენობა სითბო (Q) საჭიროა ასამაღლებლად სუჰუ (T) ობიექტის მასის ერთი ერთეული (მ) ერთი გრადუსით. ფორმულა c:
ერთეულების საერთაშორისო სისტემა არის ჯ/კგ K.
სპეციფიკური სითბო ობიექტის მნიშვნელობა იცვლება ტემპერატურასთან ერთად. თუ ტემპერატურის ცვლილება ძალიან დიდი არ არის, მნიშვნელობა შეიძლება ჩაითვალოს მუდმივად. ქვემოთ მოცემულია c-ს მნიშვნელობები რამდენიმე ობიექტისთვის 1 ატმოსფეროს წნევისა და 20 ტემპერატურის დროს. oC (მიღებული ექსპერიმენტის შედეგად).
სითბოს ფორმულა
თუ სხვადასხვა ტემპერატურის მქონე ობიექტები ერთმანეთს ეხება, ბუნებრივია სითბო მაღალი ტემპერატურის ობიექტიდან დაბალი ტემპერატურის ობიექტზე გადადის. სითბოს გადაცემა ორი ობიექტის შემდეგ წყდება. თერმული წონასწორობაშეიძლება ითქვას, რომ სითბოს გადაცემა ცვლილების გამოწვევა სუჰუ ობიექტები, რომლებიც ერთმანეთს ეხება. ამ მოკლე ახსნის საფუძველზე, დაასკვნეს, რომ სითბო (Q)-ს აქვს ურთიერთობა ობიექტი დენ ტემპერატურის ცვლილებები ობიექტის (დელტა T). თითოეულ ობიექტს აქვს მასა (მ) და ობიექტების ტიპებიც განსხვავდება.
მექანიკური სითბური ტარა
ერთეული სითბო არის კალორია (შემოკლებით k). კალორია არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 გრამი წყლის ტემპერატურის 1 გრადუსით ასაწევად.o (ზუსტად 14,5-დან) oC ხდება 15,5 oგ). საჭირო სითბოს რაოდენობა თითოეულისთვის განსხვავებულია სუჰუ სხვადასხვა წყალი. სითბოს იგივე რაოდენობისთვის, წყლის ტემპერატურის 1 გრადუსით გაზრდაo ხდება მხოლოდ 14,5 ტემპერატურაზე oC-დან 15,5-მდე oგ. სითბოს ერთეული, რომელიც ხშირად გამოიყენება, განსაკუთრებით საკვების ენერგეტიკული ღირებულების გამოსახატავად, არის კილოკალორია (კკალ). 1 კკალ = 1000 კალორია. 1 კკალ-ის კიდევ ერთი სახელია 1 კალორია (დიდი ასო K). ბრიტანული სისტემის სითბოს ერთეულია Btu (ბრიტანული თერმული ერთეული). 1 Btu = სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 ფუნტი წყლის ტემპერატურის 1 F-ით ასაწევად.o (ზუსტად 63 წლიდან) oF ხდება 64 oვ) .
წყლის ანომალია
წყლის ანომალიების გაგება
ყველა ობიექტი ფართოვდება (სხეულის მოცულობა იზრდება), როდესაც ობიექტის ტემპერატურა იზრდება და ობიექტი იკუმშება (სხეულის მოცულობა მცირდება), როდესაც სუჰუ ობიექტი მცირდება. წყალი ასევე ფართოვდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად და იკუმშება ტემპერატურის კლებისას, მაგრამ არა 0°C-ზე.oC - 4oC. 0 ტემპერატურას შორის oC-დან 4-მდე oC, წყლის მოცულობა მცირდება (წყალი იკუმშება) ტემპერატურის მატებასთან ერთად. თუ წყალს 0 ტემპერატურაზე გავაცხელებთ oC, რაც უფრო ცხელია წყალი, მით უფრო მცირდება მისი მოცულობა. შეკუმშვის პროცესი წყდება, როდესაც წყალი 4 გრადუსს აღწევს. oგ. 4-ზე მეტი oC-ში, წყლის მოცულობა იზრდება (წყალი ფართოვდება) ტემპერატურის მატებასთან ერთად. პირიქით, წყალი ფართოვდება (წყლის მოცულობა იზრდება), როდესაც ტემპერატურა 4°C-დან იკლებს. oC-დან 0-მდე oგ. ეს უცნაური წყალი ცნობილია როგორც წყლის ანომალია.
გაფართოება
თუ ელექტრო კაბელს კარგად დააკვირდებით, შეამჩნევთ, რომ ის მოშვებული სისუსტის გამო ქვემოთაა მოხრილი. რატომ ხდება ელექტრო კაბელების განზრახ მოშვება და არა უბრალოდ დაჭიმვა? ფლორესსა და ლემბატაში, აღმოსავლეთ ნუსა ტენგარაში, სახურავების უმეტესობა თუთიისგან (Zn) არის დამზადებული. დღისით თუ ღამით, თუთიის სახურავები ხმაურს გამოსცემს. რატომ გამოსცემს თუთია ხმაურს? თუ თქვენ იავას კუნძულზე ცხოვრობთ, ალბათ შეგიმჩნევიათ რკინიგზის ლიანდაგები. რელსების შეერთებებში არის ნაპრალებიც. რა ფუნქცია აქვს ამ ნაპრალებს რელსების შეერთებებში? ამ თემასთან დაკავშირებით კიდევ ბევრი რამის დაფიქრება და კითხვა შეგიძლიათ. გაფართოება.
გაზის თერმომეტრი
თუ ჩვენ თერმომეტრის დაკალიბრება რომლებიც სხვადასხვა ტიპისაა, მაგალითად, ვერცხლისწყლის თერმომეტრი და სპირტის თერმომეტრი, ორივე თერმომეტრის შკალა ერთნაირია მხოლოდ 0-ზე. oC (ან 32 oვ) და 100 oC (ან 212 oვ). თუ ჰაერის ტემპერატურის გასაზომად ორივე თერმომეტრს გამოვიყენებთ, თითოეული თერმომეტრის მიერ ნაჩვენები რიცხვები შეიძლება არ იყოს იგივე. ეს შეიძლება იყოს... თერმომეტრი მერკური აჩვენებს 48 რიცხვს oC, ხოლო ალკოჰოლური თერმომეტრი 46-ს აჩვენებს oგ. ეს იმიტომ ხდება, რომ ვერცხლისწყლისა და სპირტის გაფართოების სიჩქარეები განსხვავებულია. იგივე ეხება სხვა ტიპის თერმომეტრებსაც, როგორიცაა ბიმეტალური თერმომეტრები და ა.შ. ამ გზით დადგენილი ტემპერატურის შკალა მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული გამოყენებული მასალების თვისებებზე.
