Sukamoji dinamika yra mechanikos šaka, tirianti sukamąjį judėjimą, apimantį jėgas, mases ir kitus veiksnius, darančius įtaką sukamajam judėjimui. Objektas sukasi, jei visos jo dalys juda aplink ašį arba sukimosi tašką, esantį vienoje iš objekto dalių. Šioje temoje nagrinėjamas sukamasis judėjimas yra sukamasis judėjimas apie fiksuotą ašį. Skriemulio, ventiliatoriaus judėjimas, CD/DVD judėjimas CD/DVD saugykloje , durų ar lango judėjimas, variklio cilindro judėjimas, sraigtasparnio ar lėktuvo propelerio arba laivo propelerio judėjimas yra keli sukamojo judėjimo apie fiksuotą ašį pavyzdžiai. Ar kada nors stebėjote vilkelį? Vilkelio ašies padėtis nuolat kinta (vilkelio pasvirimas linkęs keistis), todėl toks sukamasis judėjimas, kokį patiria vilkelis, šioje temoje nėra tiriamas.
Juodasis principas
Juodųjų principų supratimas
Jei atvirame inde (pavyzdžiui, kibire) sumaišome karštą ir šaltą vandenį, šiluma iš karšto vandens pereina į šaltą vandenį. Kadangi indas atviras, dalis šilumos pereina į orą. Indas taip pat įšyla. Karšto vandens išskiriamą šilumą sugeria ne tik šaltas vanduo, bet ir oras bei indas. Šiuo atveju kibiras yra neizoliuota sistema.
Kai uždarame termose sumaišome karštą ir šaltą vandenį, šiluma iš karšto vandens pereina į šaltą vandenį. Termosas yra izoliuota sistema , todėl šiluma neperduodama nei orui, nei termosui. Karšto vandens išskiriamą šilumą šaltas vanduo tiesiog sugeria, kol mišinys pasiekia terminę pusiausvyrą.
Sistemos ir aplinka
Sistemų ir aplinkos supratimas
Sistema yra tiriamas objektas arba objektų grupė. Kiti visatos objektai vadinami aplinka. Paprastai sistema nuo aplinkos yra atskirta „pertvara / ribotuvu / separatoriumi“.
Pavyzdžiui, tarkime, kad norime ištirti vandenį termose. Vanduo termose sudaro sistemą, o oras ir kiti objektai už termoso ribų – aplinką. Termoso sienelės – tiek stiklas viduje, tiek plastikas išorėje – veikia kaip pertvara. Vandens termosas yra vienas iš pavyzdžių.
Latentinė šiluma
Latentinės šilumos supratimas
Įkišus gyvsidabrio termometrą į indą su šalto vandens ir ledo mišiniu, pastebėsite, kad nusileidus gyvsidabrio paviršius nejuda arba nebejuda. Gyvsidabrio paviršius nustoja judėti pasiekęs vandens lydymosi arba užšalimo temperatūrą (0 ° C). Jei indas atidarytas, šiluma iš aukštesnės temperatūros oro pereina į žemesnės temperatūros ledo ir vandens mišinį. Papildoma šiluma iš oro tirpdo ledą. Ar tirpstant ledui kinta ledo ir vandens mišinio temperatūra ? Tirpstant ledui, vandens ir ledo mišinio temperatūra nekinta.
Savitoji šiluma
Savitoji šiluma (c) yra šilumos kiekis (Q), reikalingas vieno objekto masės vieneto (m) temperatūrai (T) pakelti vienu laipsniu. c formulė yra:
Tarptautinė vienetų sistema yra J/Kg K.
Objekto savitoji šiluma kinta priklausomai nuo temperatūros. Jei temperatūros pokytis nėra per didelis, vertę galima laikyti pastovia. Toliau pateikiamos kelių objektų c vertės esant 1 atmosferos slėgiui ir 20 ° C temperatūrai (gautos eksperimentiškai).
Šilumos formulė
Jei skirtingos temperatūros objektai liečiasi vienas su kitu, šiluma natūraliai pereina iš aukštesnės temperatūros objekto į žemesnės temperatūros objektą. Šilumos perdavimas sustoja, kai du objektai pasiekia terminę pusiausvyrą . Galima teigti, kad šilumos perdavimas sukelia besiliečiančių objektų temperatūros pokytį . Remiantis šiuo trumpu paaiškinimu, daroma išvada, kad šiluma (Q) yra susijusi su objektu ir to objekto temperatūros pokyčiu (ΔT). Kiekvienas objektas turi masę (m), o objekto tipas taip pat skiriasi.
Mechaninė šilumos tara
Šilumos vienetas yra kalorija (sutrumpintai kcal). Kalorija – tai šilumos kiekis, reikalingas 1 gramo vandens temperatūrai pakelti 1 °C ( tiksliai nuo 14,5 ° C iki 15,5 ° C). Reikalingas šilumos kiekis skiriasi priklausomai nuo vandens temperatūros . Tam pačiam šilumos kiekiui vandens temperatūra padidėja 1 ° C tik tarp 14,5 ° C ir 15,5 ° C. Dažnai naudojamas šilumos vienetas, ypač maisto energetinei vertei išreikšti, yra kilokalorija (kcal). 1 kcal = 1000 kalorijų. Kitas 1 kcal = 1 kalorija (didžioji raidė K) pavadinimas. Britų sistemos šilumos vienetas yra Btu (britų terminis vienetas). 1 Btu = šilumos kiekis, reikalingas 1 svaro vandens temperatūrai pakelti 1 °F ( tiksliai nuo 63 ° F iki 64 ° F).
Vandens anomalija
Vandens anomalijų supratimas
Kiekvienas objektas plečiasi (didėja tūris), kai objekto temperatūra kyla, ir traukiasi (mažėja tūris), kai objekto temperatūra krenta. Vanduo taip pat plečiasi, kai temperatūra kyla, ir traukiasi, kai temperatūra krenta, bet ne esant 0 ° C–4 ° C temperatūrai. Temperatūroje nuo 0 ° C iki 4 ° C vandens tūris mažėja (vanduo traukiasi), kai temperatūra kyla. Jei šildome 0 ° C temperatūros vandenį , kuo karštesnis vanduo, tuo labiau sumažėja vandens tūris. Susitraukimo procesas sustoja, kai vandens temperatūra pasiekia 4 ° C. Aukštesnėje nei 4 ° C temperatūroje vandens tūris didėja (vanduo plečiasi), kai temperatūra kyla. Ir atvirkščiai, vanduo plečiasi (vandens tūris didėja), kai temperatūra sumažėja nuo 4 ° C iki 0 ° C. Šis vandens keistumas vadinamas vandens anomalija.
Pemuaianas
Atidžiai stebėdami elektros kabelius, pastebėsite, kad jie yra išlenkti žemyn dėl laisvumo. Kodėl elektros kabeliai yra sąmoningai atlaisvinami, o ne tiesiog įtempti? Dauguma stogų Flores ir Lembatoje, Rytų Nusa Tenggaroje, yra pagaminti iš cinko (Zn). Dieną ar naktį cinko stogai kelia triukšmą. Kodėl cinkas kelia triukšmą? Jei gyvenate Javos saloje, galbūt matėte geležinkelio bėgius. Bėgių jungtyse yra tarpų. Kokia šių tarpų bėgių jungtyse funkcija? Yra daug dalykų, apie kuriuos galite pagalvoti ir paklausti, susijusių su plėtimosi tema.
Dujų termometras
Jei kalibruosime skirtingų tipų termometrus, pavyzdžiui, gyvsidabrio termometrą ir alkoholio termometrą, abiejų termometrų skalės bus vienodos tik esant 0 ° C (arba 32 ° F) ir 100 ° C (arba 212 ° F). Jei abu termometrus naudosime oro temperatūrai matuoti, kiekvieno termometro rodomi skaičiai nebūtinai bus vienodi. Gali būti, kad gyvsidabrio termometras rodo 48 ° C, o alkoholio termometras – 46 ° C. Taip yra todėl, kad gyvsidabrio ir alkoholio plėtimosi greitis yra skirtingas. Panašiai yra ir su kitų tipų termometrais, pavyzdžiui, bimetaliniais termometrais ir kt. Tokiu būdu nustatyta temperatūros skalė labai priklauso nuo naudojamų medžiagų savybių.