Ротационата динамика е гранка на механиката што го проучува ротационото движење кое вклучува сили, маси и други фактори кои влијаат на ротационото движење. Предмет ротира ако сите делови од предметот се движат околу оска или вртеж што се наоѓа на еден од деловите на предметот. Ротационото движење што се изучува во оваа тема се фокусира на ротационото движење околу фиксна оска. Движењето на макара, вентилатор, движењето на CD/DVD во соба со CD/DVD , движењето на врата или прозорец, движењето на цилиндар на мотор, пропелер на хеликоптер или авион или пропелер на брод се некои примери за ротационо движење околу фиксна оска. Дали некогаш сте забележале вртелешка? Позицијата на оската на вртелешката постојано се менува (наклонот на врвот има тенденција да се менува), затоа ротационото движење како она што го доживува вртелешката не се изучува во оваа тема.
Црн принцип
Разбирање на црните принципи
Ако мешаме топла и ладна вода во отворен сад (на пример, кофа), топлината се пренесува од топлата вода на ладната вода. Бидејќи садот е отворен, дел од топлината се пренесува на воздухот. Садот исто така станува потопол. Топлината што ја ослободува топлата вода не се апсорбира само од ладната вода, туку и од воздухот и садот. Во овој случај, кофата е неизолиран систем.
Кога мешаме топла и ладна вода во затворен термос, топлината се пренесува од топлата вода на ладната вода. Термосот е изолиран систем , така што топлината не се пренесува на воздухот или на термосот. Топлината што ја ослободува топлата вода едноставно се апсорбира од ладната вода сè додека смесата не достигне термичка рамнотежа.
Системи и околина
Разбирање на системите и животната средина
Систем е објект или група објекти што се изучуваат. Другите објекти во универзумот се нарекуваат околина. Типично, системот е одделен од неговата околина со „поделба/ограничувач/сепаратор“.
На пример, да речеме дека сакаме да истражиме вода во термос. Водата во термосот го сочинува системот, додека воздухот и другите предмети надвор од термосот ја сочинуват околината. Ѕидовите на термосот, и стаклото внатре и пластиката надвор, служат како преграда. Термос за вода е еден пример.
Латентна топлина
Разбирање на латентната топлина
Ако вметнете живин термометар во сад што содржи мешавина од ладна вода и мраз, ќе забележите дека по движењето надолу, површината на живата е мирна или повеќе не се движи. Површината на живата престанува да се движи откако ќе ја достигне точката на топење на водата или точката на замрзнување на водата (0 ° C). Ако садот е отворен, топлината тече од воздухот на повисока температура кон мешавината од мраз и вода на пониска температура. Дополнителната топлина од воздухот предизвикува топење на мразот. Како што се топи мразот, дали се менува температурата на мешавината од мраз и вода? Како што се топи мразот, температурата на мешавината од вода и мраз не се менува.
Специфична топлина
Специфичната топлина (c) е количината на топлина (Q) потребна за да се зголеми температурата (T) на една единица маса (m) на некој предмет за еден степен. Формулата за c е:
Меѓународен систем на единици е J/Kg K.
Специфичната топлина на еден предмет се менува со температурата. Ако промената на температурата не е преголема, вредноста може да се смета за константна. Следните вредности на c за неколку предмети при притисок од 1 atm и температура од 20 ° C (добиени експериментално).
Формула за топлина
Ако предмети со различни температури дојдат во контакт еден со друг, топлината природно се движи од предметот со повисока температура кон предметот со пониска температура. Преносот на топлина запира откако двата предмета ќе достигнат топлинска рамнотежа . Може да се каже дека преносот на топлина предизвикува промена на температурата на предметите во контакт. Врз основа на ова кратко објаснување, се заклучува дека топлината (Q) е поврзана со предметот и промената на температурата (делта T) на тој предмет. Секој предмет има маса (m), а и видот на предметот е различен.
Механичка топлинска тара
Единицата за топлина е калорија (скратено kcal). Калорија е количината на топлина потребна за да се зголеми температурата на 1 грам вода за 1°C ( точно од 14,5 ° C до 15,5 ° C). Количината на топлина потребна варира за различни температури на водата. За иста количина на топлина, зголемување на температурата на водата за 1° C се случува само помеѓу 14,5 ° C и 15,5 ° C. Единицата за топлина што често се користи, особено за да се изрази енергетската вредност на храната, е килокалорија (kcal). 1 kcal = 1000 калории. Друго име за 1 kcal = 1 калорија (големи букви K). Единицата за топлина за британскиот систем е Btu (британска термичка единица). 1 Btu = количината на топлина потребна за да се зголеми температурата на 1 фунта вода за 1°F ( точно од 63 ° F до 64 ° F).
Водна аномалија
Разбирање на аномалиите на водата
Секој објект се шири (волуменот се зголемува) кога температурата на објектот се зголемува и се собира (волуменот се намалува) кога температурата на објектот се намалува. Водата исто така се шири кога температурата се зголемува и се собира кога температурата се намалува, но не на температури од 0 ° C – 4 ° C. Помеѓу температурите од 0 ° C и 4 ° C, волуменот на водата се намалува (водата се собира) како што се зголемува температурата. Ако ја загреваме водата на температура од 0 ° C, колку е водата потопла, толку повеќе се намалува волуменот на водата. Процесот на собирање запира кога водата достигнува температура од 4 ° C. Над 4 ° C, волуменот на водата се зголемува (водата се шири) како што се зголемува температурата. Обратно, водата се шири (волуменот на водата се зголемува) кога температурата се намалува од 4 ° C на 0 ° C. Оваа необичност на водата е позната како аномалија на водата.
Проширување
Ако внимателно ги набљудувате електричните кабли, ќе забележите дека се закривени надолу поради лабавост. Зошто електричните кабли се намерно олабавуваат, наместо едноставно да се затегнуваат? Повеќето покриви во Флорес и Лембата, Источна Нуса Тенгара, се направени од цинк (Zn). Преку ден или ноќе, цинковите покриви прават бучава. Зошто цинкот прави бучава? Ако живеете на островот Јава, можеби сте забележале железнички пруги. Постојат празнини на спојките на шините. Која е функцијата на овие празнини на спојките на шините? Постојат многу работи за кои можете да размислите и да прашате поврзани со темата за проширување.
Гасен термометар
Ако калибрираме различни видови термометри, на пример живин термометар и алкохолен термометар, скалите на двата термометри се исти само на 0 ° C (или 32 ° F) и 100 ° C (или 212 ° F). Ако ги користиме двата термометри за мерење на температурата на воздухот, бројките што ги прикажува секој термометар нема нужно да бидат исти. Можеби живин термометар покажува 48 ° C, додека алкохолен термометар покажува 46 ° C. Ова е затоа што стапката на ширење на живата и алкохолот е различна. Истото важи и за другите видови термометри, како што се биметалните термометри итн. Температурната скала одредена на овој начин е многу зависна од својствата на употребените материјали.