Fysikkartikler om naturfenomener etc. relatert til fysikk.
Forstå systemer og miljø
Et system er et objekt eller en gruppe objekter som studeres. Andre objekter i universet kalles miljøet. Vanligvis er et system atskilt fra miljøet med en «partisjon/begrenser/separator».
La oss for eksempel si at vi ønsker å undersøke vann i en termos. Vannet inni termosen utgjør systemet, mens luften og andre objekter utenfor termosen utgjør miljøet. Veggene i termosen, både glasset inni og plasten på utsiden, fungerer som en skillevegg. En vanntermos er et eksempel.
Forstå latent varme
Hvis du setter et kvikksølvtermometer ned i en beholder som inneholder en blanding av kaldt vann og is, vil du observere at kvikksølvoverflaten står stille eller ikke beveger seg lenger etter at den har beveget seg nedover. Kvikksølvoverflaten slutter å bevege seg etter å ha nådd smeltepunktet for vann eller frysepunktet for vann (0 ° C). Hvis beholderen er åpen, strømmer varme fra luften med høyere temperatur til blandingen av is og vann med lavere temperatur. Den ekstra varmen fra luften får isen til å smelte. Endrer temperaturen på blandingen av is og vann seg når isen smelter? Når isen smelter, endrer ikke temperaturen på blandingen av vann og is seg.
Spesifikk varme (c) er mengden varme (Q) som trengs for å heve temperaturen (T) til én masseenhet (m) av et objekt med én grad. Formelen for c er:
Det internasjonale enhetssystemet er J/Kg K.
Den spesifikke varmen til et objekt endrer seg med temperaturen. Hvis temperaturendringen ikke er for stor, kan verdien anses som konstant. Følgende er verdiene for c for flere objekter ved et trykk på 1 atm og en temperatur på 20 ° C (oppnådd eksperimentelt).
Hvis objekter med ulik temperatur kommer i kontakt med hverandre, vil varme naturlig bevege seg fra objektet med høyest temperatur til objektet med lavere temperatur. Varmeoverføringen stopper når de to objektene når termisk likevekt . Man kan sies at varmeoverføring forårsaker en endring i temperaturen til objektene som er i kontakt. Basert på denne korte forklaringen konkluderes det med at varme (Q) er relatert til et objekt og endringen i temperatur (delta T) til det objektet. Hvert objekt har en masse (m), og objekttypen er også forskjellig.
Varmeenheten er kalori (forkortet kal). En kalori er mengden varme som kreves for å heve temperaturen på 1 gram vann med 1 C₂O ( nøyaktig fra 14,5 ° C til 15,5 ° C). Mengden varme som kreves varierer for forskjellige vanntemperaturer . For samme mengde varme skjer en økning i vanntemperaturen på 1 C₂ bare mellom 14,5 ° C og 15,5 ° C. Varmeenheten som ofte brukes, spesielt for å uttrykke energiverdien til mat, er kilokalori (kcal). 1 kcal = 1000 kalorier. Et annet navn for 1 kcal = 1 kalori (stor K). Varmeenheten for det britiske systemet er Btu (britisk termisk enhet). 1 Btu = mengden varme som kreves for å heve temperaturen på 1 pund vann med 1 F₂ ( nøyaktig fra 63 ° F til 64 ° F).
Forstå vannavvik
Alle objekter utvider seg (volum øker) når temperaturen på objektet øker og krymper (volum reduseres) når temperaturen på objektet synker. Vann utvider seg også når temperaturen øker og krymper når temperaturen synker, men ikke ved temperaturer på 0 ° C – 4 ° C. Mellom temperaturer på 0 ° C og 4 ° C reduseres vannvolumet (vann krymper) når temperaturen øker. Hvis vi varmer opp vann ved en temperatur på 0 ° C, jo varmere vannet er, desto mer reduseres vannvolumet. Krympingsprosessen stopper når vannet når en temperatur på 4 ° C. Over 4 ° C øker vannvolumet (vann utvider seg) når temperaturen øker. Motsatt utvider vann seg (vannvolumet øker) når temperaturen synker fra 4 ° C til 0 ° C. Denne merkeligheten ved vann er kjent som vannets anomali.
Hvis du observerer elektriske kabler nøye, vil du legge merke til at de er buet nedover på grunn av slakk. Hvorfor blir elektriske kabler bevisst løsnet, i stedet for bare å strammes? De fleste tak i Flores og Lembata, Øst-Nusa Tenggara, er laget av sink (Zn). Om dagen eller om natten lager sinktak støy. Hvorfor lager sink støy? Hvis du bor på øya Java, har du kanskje observert jernbanespor. Det er hull i skinneskjøtene. Hva er funksjonen til disse hullene i skinneskjøtene? Det er mange ting du kan tenke på og spørre om knyttet til temaet utvidelse.
Hvis vi kalibrerer forskjellige typer termometre, for eksempel et kvikksølvtermometer og et alkoholtermometer, er skalaen til begge termometrene den samme bare ved 0 ° C (eller 32 ° F) og 100 ° C (eller 212 ° F). Hvis vi bruker begge termometrene til å måle lufttemperatur, vil ikke tallene som vises av hvert termometer nødvendigvis være de samme. Det kan være at kvikksølvtermometeret viser 48 ° C, mens alkoholtermometeret viser 46 ° C. Dette er fordi ekspansjonshastigheten til kvikksølv og alkohol er forskjellig. Det samme gjelder for andre typer termometre, som bimetalltermometere osv. Temperaturskalaen som bestemmes på denne måten er svært avhengig av egenskapene til materialene som brukes.
Celsius- og Fahrenheit-skalaene er forskjellige temperaturskalaer. Hvis temperaturen til et objekt måles og uttrykkes i Celsius, og vi deretter ønsker å uttrykke objektets temperatur i Fahrenheit, konverterer vi fra Celsius til Fahrenheit. I denne delen lærer vi hvordan vi konverterer eller utfører temperaturendringer.
Ved et trykk på 1 atm er ispunkttemperaturen for et Celsius-termometer = 0 oC, mens Fahrenheit-termometerets skala = 32 oF. Omvendt, ved et trykk på 1 atm, er damppunkttemperaturen for et Celsius-termometer = 100 oC, mens Fahrenheit-termometerets skala = 212 oF. Se på bildet nedenfor!
Termometerskalatyper
For at et termometer skal kunne brukes til å måle temperatur, må det defineres på en skala. To vanlige termometerskalaer er Celsius-skalaen og Fahrenheit-skalaen. Den mest brukte temperaturskalaen i Indonesia er Celsius-skalaen. Et annet navn på Celsius-skalaen er celsius-skalaen. Celsius = hundre trinn. Fahrenheit-skalaen brukes ofte i USA eller land med kalde vintre. En spesielt viktig temperaturskala innen vitenskap er den absolutte skalaen, eller Kelvin-skalaen. Kelvin-skalaen vil bli diskutert senere.
Celsius- og Fahrenheit-skalaene bruker fryse- og kokepunktene til vann som faste punkter. Frysepunktet til et stoff er temperaturen der den faste og flytende fasene er i termisk likevekt . Omvendt er kokepunktet til et stoff temperaturen der den flytende og gassformede fasene er i termisk likevekt. Fryse- og kokepunkter endres alltid med lufttrykket, så lufttrykket må bestemmes først. Vi bruker vanligvis standardtrykk, som er 1 atm (én atmosfære). En atmosfære er en enhet for lufttrykk.