Айлануу динамикасы - бул айлануу кыймылына таасир этүүчү күчтөрдү, массаларды жана башка факторлорду камтыган айлануу кыймылын изилдеген механиканын бир тармагы. Эгерде объекттин бардык бөлүктөрү объекттин бөлүктөрүнүн биринде жайгашкан октун же айлануунун айланасында кыймылдаса, объект айланат. Бул темада изилденген айлануу кыймылы бекитилген октун айланасындагы айлануу кыймылына багытталган. Шкивдин, желдеткичтин, CD/DVD бөлмөсүндөгү CD/DVD дисктин кыймылы , эшиктин же терезенин кыймылы, кыймылдаткыч цилиндринин, тик учактын же учактын винтинин же кеменин винтинин кыймылы бекитилген октун айланасындагы айлануу кыймылынын кээ бир мисалдары болуп саналат. Сиз качандыр бир кезде айланып турган үстүнкү катмарды байкадыңыз беле? Айланып турган үстүнкү катмардын огунун абалы ар дайым өзгөрүп турат (үстүнкү катмардын кыйшайышы өзгөрүп турат), ошондуктан айланып турган үстүнкү катмар башынан өткөргөн айлануу кыймылы бул темада изилденбейт.
Кара принцип
Кара түстүүлөрдүн принциптерин түшүнүү
Эгерде биз ысык жана муздак сууну ачык идиште (мисалы, чака) аралаштырсак, жылуулук ысык суудан муздак сууга өтөт. Идиш ачык болгондуктан, жылуулуктун бир бөлүгү абага өтөт. Идиш да жылыйт. Ысык суу бөлүп чыгарган жылуулукту муздак суу гана эмес, аба жана идиш да сиңирип алат. Бул учурда, чака изоляцияланбаган система болуп саналат.
Жабык термосто ысык жана муздак сууну аралаштырганда, жылуулук ысык суудан муздак сууга өтөт. Термос обочолонгон система болгондуктан, абага же термоско жылуулук өтпөйт. Ысык суу бөлүп чыгарган жылуулук аралашма жылуулук тең салмактуулугуна жеткенге чейин муздак сууга сиңип кетет.
Системалар жана айлана-чөйрө
Системаларды жана айлана-чөйрөнү түшүнүү
Система – бул изилденип жаткан объект же объектилердин тобу. Ааламдагы башка объектилер чөйрө деп аталат. Адатта, система өзүнүн чөйрөсүнөн "бөлүү/чектөөчү/бөлгүч" менен бөлүнөт.
Мисалы, термостогу сууну изилдегибиз келет дейли. Термостун ичиндеги суу системаны түзөт, ал эми термостун сыртындагы аба жана башка нерселер айлана-чөйрөнү түзөт. Термостун дубалдары, ичиндеги айнек жана сыртындагы пластик бөлгүч катары кызмат кылат. Суу термосу мунун бир мисалы.
Жашыруун жылуулук
Жашыруун жылуулукту түшүнүү
Эгерде сиз сымап термометрин муздак суу менен муздун аралашмасы бар идишке салсаңыз, ылдый түшкөндөн кийин сымаптын бети кыймылсыз турганын же кыймылдабай турганын байкайсыз. Сымаптын бети суунун эрүү температурасына же суунун тоңуу температурасына (0 ° C) жеткенден кийин кыймылын токтотот. Эгерде идиш ачык болсо, жылуулук жогорку температурадагы абадан төмөнкү температурадагы муз менен суунун аралашмасына өтөт. Абанын кошумча жылуулуку муздун эришине алып келет. Муз эригенде муз менен суунун аралашмасынын температурасы өзгөрөбү? Муз эригенде суу менен муздун аралашмасынын температурасы өзгөргөн жок.
Өзгөчө жылуулук
Салыштырмалуу жылуулук сыйымдуулугу (c) – бул нерсенин бир массалык бирдигинин (m) температурасын (T) бир градуска көтөрүү үчүн керектүү жылуулуктун көлөмү (Q) . c формуласы:
Эл аралык бирдиктер системасы бул Дж/кг/К.
Нерсенин салыштырма жылуулук сыйымдуулугу температура менен өзгөрөт. Эгерде температуранын өзгөрүшү өтө чоң болбосо, анда маанини туруктуу деп эсептөөгө болот. Төмөндө 1 атм басымдагы жана 20 ° C температурадагы бир нече объектилер үчүн c маанилери келтирилген (эксперименталдык жол менен алынган).
Жылуулук формуласы
Эгерде температурасы ар кандай болгон объекттер бири-бирине тийип калса, жылуулук табигый түрдө температурасы жогору болгон объекттен температурасы төмөн болгон объектке өтөт. Эки объект жылуулук тең салмактуулугуна жеткенде жылуулуктун берилиши токтойт. Жылуулуктун берилиши тийип турган объекттердин температурасынын өзгөрүшүнө алып келет деп айтууга болот . Бул кыскача түшүндүрмөнүн негизинде жылуулук (Q) объект жана ал объекттин температурасынын өзгөрүшү (дельта Т) менен байланыштуу деген тыянак чыгарылат . Ар бир объекттин массасы (m) бар жана объекттин түрү да ар башка.
Механикалык жылуулук контейнери
Жылуулуктун бирдиги - калория (кыскартылган кал). Калория - бул 1 грамм суунун температурасын 1 C₂га ( так 14,5 ° Cден 15,5 ° Cге чейин) көтөрүү үчүн талап кылынган жылуулуктун көлөмү. Керектүү жылуулуктун көлөмү ар кандай суунун температурасы үчүн ар кандай болот. Жылуулуктун бирдей көлөмү үчүн суунун температурасынын 1 C₂га жогорулашы 14,5 ° C жана 15,5 ° C ортосунда гана болот. Көбүнчө, айрыкча тамак-аштын энергия баалуулугун билдирүү үчүн колдонулган жылуулуктун бирдиги - килокалория (ккал). 1 ккал = 1000 калория. 1 ккалдын дагы бир аталышы = 1 калория (башкы К). Британ системасы үчүн жылуулуктун бирдиги - Btu (британ жылуулук бирдиги). 1 Btu = 1 фунт суунун температурасын 1 F₂га ( так 63 ° Fден 64 ° Fге чейин) көтөрүү үчүн талап кылынган жылуулуктун көлөмү.
Суу аномалиясы
Суу аномалияларын түшүнүү
Ар бир нерсе нерсенин температурасы жогорулаганда кеңейет (көлөмү жогорулайт) жана температурасы төмөндөгөндө кичирейет (көлөмү азаят). Суу да температура жогорулаганда кеңейет жана температура төмөндөгөндө кичирейет, бирок 0 ° C – 4 ° C температурада эмес. 0 ° C жана 4 ° C температуралардын ортосунда температура жогорулаган сайын суунун көлөмү азаят (суу кичирейет). Эгерде сууну 0 ° C температурада ысытсак , суу канчалык ысык болсо, суунун көлөмү ошончолук азаят. Суу 4 ° C температурага жеткенде кичирейүү процесси токтойт. 4 ° C жогору болгондо, суунун көлөмү температура жогорулаган сайын көбөйөт (суу кеңейет). Тескерисинче, температура 4 ° Cден 0 ° Cге чейин төмөндөгөндө суу кеңейет (суунун көлөмү жогорулайт). Суунун бул кызыктайлыгы суунун аномалиясы деп аталат.
Кеңейтүү
Эгер сиз электр кабелдерин жакшылап карасаңыз, алардын бошоп калганынан улам ылдый карай ийилгенин байкайсыз. Эмне үчүн электр кабелдери жөн гана тартылбай, атайылап бошотулат? Чыгыш Нуса Тенгарадагы Флорес жана Лембата шаарларындагы чатырлардын көпчүлүгү цинктен (Zn) жасалган. Күндүз же түнкүсүн цинк чатырлары ызы-чуу чыгарат. Эмне үчүн цинк ызы-чуу чыгарат? Эгер сиз Ява аралында жашасаңыз, темир жол рельстерин байкагандырсыз. Рельс муундарында боштуктар бар. Рельс муундарындагы бул боштуктардын функциясы эмнеде? Кеңейүү темасына байланыштуу ойлонуп, сурай турган көптөгөн нерселер бар.
Газ термометри
Эгерде биз ар кандай типтеги термометрлерди, мисалы, сымап термометрин жана спирт термометрин калибрлесек , эки термометрдин тең шкаласы 0 ° C (же 32 ° F) жана 100 ° C (же 212 ° F) температурада гана бирдей болот. Эгерде биз абанын температурасын өлчөө үчүн эки термометрди тең колдонсок, ар бир термометр көрсөткөн сандар сөзсүз түрдө бирдей болбойт. Сымап термометри 48 ° C, ал эми спирт термометри 46 ° C көрсөтүп жатышы мүмкүн. Бул сымап менен спирттин кеңейүү ылдамдыгы ар башка болгондуктан болот. Ошондой эле, башка термометр түрлөрүндө, мисалы, биметаллдык термометрлерде ж.б. ушундай жол менен аныкталган температура шкаласы колдонулган материалдардын касиеттерине абдан көз каранды.