Rotatiounsdynamik ass eng Branche vun der Mechanik, déi sech mat Rotatiounsbeweegunge beschäftegt, déi Kräften, Massen an aner Faktoren involvéieren, déi d'Rotatiounsbewegung beaflossen. En Objet rotéiert, wann all Deeler vum Objet sech ëm eng Achs oder e Pivotpunkt op engem vun den Deeler vum Objet beweegen. D'Rotatiounsbewegung, déi an dësem Thema studéiert gëtt, konzentréiert sech op d'Rotatiounsbewegung ëm eng fest Achs. D'Bewegung vun enger Riemscheif, engem Ventilator, d'Bewegung vun enger CD/DVD an engem CD/DVD- Raum , d'Bewegung vun enger Dier oder engem Fënster, d'Bewegung vun engem Motorzylinder, engem Helikopter- oder Fligerpropeller oder engem Schëffspropeller sinn e puer Beispiller vu Rotatiounsbewegung ëm eng fest Achs. Hutt Dir jeemools e Spinntop observéiert? D'Positioun vun der Achs vum Spinntop ännert sech stänneg (d'Kippung vum Top tendéiert ze änneren), dofir gëtt eng Rotatiounsbewegung wéi déi vun engem Spinntop erlieft, an dësem Thema net studéiert.
Schwaarzt Prinzip
Schwaarz Prinzipien verstoen
Wann mir waarmt a kal Waasser an engem oppene Behälter (zum Beispill engem Eemer) vermëschen, gëtt d'Hëtzt vum waarme Waasser op dat kal Waasser iwwerdroen. Well de Behälter oppen ass, gëtt en Deel vun der Hëtzt op d'Loft iwwerdroen. De Behälter gëtt och méi waarm. D'Hëtzt, déi vum waarme Waasser fräigesat gëtt, gëtt net nëmme vum kale Waasser, mä och vun der Loft an dem Behälter absorbéiert. An dësem Fall ass den Eemer en net-isoléiert System.
Wann mir waarmt a kal Waasser an enger zouener Thermoskanne vermëschen, gëtt d'Hëtzt vum waarme Waasser op dat kal Waasser iwwerdroen. D'Thermoskanne ass en isoléiert System , dofir gëtt keng Hëtzt op d'Loft oder d'Thermoskanne iwwerdroen. D'Hëtzt, déi vum waarme Waasser fräigesat gëtt, gëtt einfach vum kale Waasser absorbéiert, bis d'Mëschung en thermescht Gläichgewiicht erreecht.
Systemer an Ëmwelt
Systemer a Ëmwelt verstoen
E System ass en Objet oder eng Grupp vun Objeten, déi studéiert ginn. Aner Objeten am Universum ginn Ëmwelt genannt. Typesch ass e System vun senger Ëmwelt duerch eng "Partition/Limiter/Separator" getrennt.
Zum Beispill, loosse mer soen, mir wëlle Waasser an enger Thermoskanne ënnersichen. D'Waasser an der Thermoskanne bildt de System, während d'Loft an aner Objeten ausserhalb vun der Thermoskanne d'Ëmwelt bilden. D'Wänn vun der Thermoskanne, souwuel d'Glas dobannen wéi och de Plastik dobaussen, déngen als Trennwand. Eng Waasserthermoskanne ass ee Beispill.
Latent Hëtzt
Verständnis vun der latenter Hëtzt
Wann Dir en Quecksëlwerthermometer an e Behälter mat enger Mëschung aus kalem Waasser an Äis stécht, mierkt Dir, datt d'Quecksëlweruewerfläch no der Réckgängegkeet roueg ass oder sech net méi beweegt. D'Quecksëlweruewerfläch hält op ze beweegen, nodeems se de Schmelzpunkt vum Waasser oder de Gefréierpunkt vum Waasser (0 ° C) erreecht huet. Wann de Behälter op ass, fléisst Hëtzt vun der Loft mat enger méi héijer Temperatur an d'Mëschung aus Äis a Waasser mat enger méi niddreger Temperatur. Déi zousätzlech Hëtzt vun der Loft bewierkt, datt d'Äis schmëlzt. Ännert sech d'Temperatur vun der Mëschung aus Äis a Waasser beim Schmëlzen? Wann d'Äis schmëlzt, ännert sech d'Temperatur vun der Mëschung aus Waasser an Äis net.
Spezifesch Hëtzt
Spezifesch Hëtzt (c) ass d'Quantitéit un Hëtzt (Q), déi néideg ass, fir d'Temperatur (T) vun enger Masseenheet (m) vun engem Objet ëm ee Grad ze erhéijen. D'Formel fir c ass:
Internationalt Eenheetesystem ass J/Kg K.
Déi spezifesch Hëtzt vun engem Objet ännert sech mat der Temperatur. Wann d'Temperaturännerung net ze grouss ass, kann de Wäert als konstant ugesi ginn. Déi folgend sinn d'Wäerter vu c fir verschidden Objeten bei engem Drock vun 1 atm an enger Temperatur vun 20 ° C (experimentell kritt).
Hëtztformel
Wann Objeten mat verschiddenen Temperaturen a Kontakt mateneen kommen, beweegt sech d'Hëtzt natierlech vum Objet mat der méi héijer Temperatur op deen Objet mat der méi niddreger Temperatur. Den Hëtzetransfer stoppt soubal déi zwee Objeten en thermescht Gläichgewiicht erreechen . Et kann ee soen, datt den Hëtzetransfer eng Ännerung vun der Temperatur vun den Objeten a Kontakt verursaacht. Baséierend op dëser kuerzer Erklärung kann een de Schluss zéien, datt d'Hëtzt (Q) mat engem Objet an der Ännerung vun der Temperatur (Delta T) vun deem Objet zesummenhänkt . All Objet huet eng Mass (m) an den Typ vum Objet ass och anescht.
Mechanesch Hëtzt Tara
D'Eenheet vun der Hëtzt ass d'Kalorie (ofgekierzt kal). Eng Kalorie ass d'Quantitéit un Hëtzt, déi néideg ass, fir d'Temperatur vun 1 Gramm Waasser ëm 1 C o ze erhéijen (genau vun 14,5 ° C op 15,5 ° C). D'Quantitéit un Hëtzt, déi néideg ass, variéiert jee no Waassertemperatur . Fir déiselwecht Quantitéit un Hëtzt geschitt eng Erhéijung vun der Waassertemperatur ëm 1 C o nëmmen tëscht 14,5 ° C an 15,5 ° C. D'Eenheet vun der Hëtzt, déi dacks benotzt gëtt, besonnesch fir den Energiewäert vu Liewensmëttel auszedrécken, ass d'Kilokalorie (kcal). 1 kcal = 1000 Kalorien. En aneren Numm fir 1 kcal = 1 Kalorie (grouss K). D'Eenheet vun der Hëtzt fir de britesche System ass de Btu (British Thermal Unit). 1 Btu = d'Quantitéit un Hëtzt, déi néideg ass, fir d'Temperatur vun 1 Pond Waasser ëm 1 F o ze erhéijen (genau vun 63 ° F op 64 ° F).
Waasseranomalie
Waasseranomalien verstoen
All Objet dehnt sech aus (Volumen klëmmt), wann d'Temperatur vum Objet eropgeet, a schrumpft (Volumen hëlt of), wann d'Temperatur vum Objet erofgeet. Waasser dehnt sech och aus, wann d'Temperatur eropgeet, a schrumpft, wann d'Temperatur erofgeet, awer net bei Temperaturen vun 0 ° C - 4 ° C. Tëscht Temperaturen vun 0 ° C an 4 ° C hëlt de Volumen vum Waasser of (Waasser schrumpft), wann d'Temperatur eropgeet. Wa mir Waasser bei enger Temperatur vun 0 ° C erhëtzen, wat méi waarm d'Waasser ass, wat méi de Volumen vum Waasser ofhëlt. De Schrumpfprozess hält op, wann d'Waasser eng Temperatur vu 4 ° C erreecht. Iwwer 4 ° C klëmmt de Volumen vum Waasser (Waasser dehnt sech aus), wann d'Temperatur eropgeet. Am Géigendeel dehnt sech Waasser aus (Waasservolumen klëmmt), wann d'Temperatur vu 4 ° C op 0 ° C erofgeet. Dës Komeschheet vum Waasser ass bekannt als d'Anomalie vum Waasser.
Expansioun
Wann Dir elektresch Kabelen genau observéiert, mierkt Dir, datt se wéinst Schlappheet no ënnen gebéit sinn. Firwat ginn elektresch Kabelen bewosst geléist, anstatt einfach gespannt? Déi meescht Diech zu Flores a Lembata, Ost-Nusa Tenggara, si aus Zink (Zn). Dagsiwwer oder nuets maachen Zinkdiech Kaméidi. Firwat mécht Zink Kaméidi? Wann Dir op der Insel Java wunnt, hutt Dir vläicht schonn Eisebunnsgleiser observéiert. Et gi Lücken an de Schinneverbindungen. Wat ass d'Funktioun vun dëse Lücken an de Schinneverbindungen? Et gi vill Saachen, iwwer déi Dir nodenke kënnt a froe kënnt, am Zesummenhang mam Thema Expansioun.
Gasthermometer
Wa mir verschidden Zorte vun Thermometer kalibréieren , zum Beispill e Quecksëlwerthermometer an en Alkoholthermometer, sinn d'Skala vun deenen zwou Thermometer nëmmen bei 0 ° C (oder 32 ° F) an 100 ° C (oder 212 ° F) d'selwecht. Wa mir béid Thermometer benotze fir d'Lofttemperatur ze moossen, sinn d'Zuelen, déi vun all Thermometer ugewise ginn , net onbedéngt déiselwecht. Et kéint sinn, datt de Quecksëlwerthermometer 48 ° C weist, während den Alkoholthermometer 46 ° C weist. Dëst läit dorun, datt d'Expansiounsquote vu Quecksëlwer an Alkohol ënnerschiddlech ass. Och bei aneren Zorte vun Thermometer, wéi z. B. bimetalleschen Thermometer, etc. D'Temperaturskala, déi op dës Manéier bestëmmt gëtt, hänkt staark vun den Eegeschafte vun de benotzte Materialien of.