Rotasjonsdynamikk er en gren av mekanikken som studerer rotasjonsbevegelse som involverer krefter, masser og andre faktorer som påvirker rotasjonsbevegelse. Et objekt roterer hvis alle deler av objektet beveger seg rundt en akse eller dreiepunkt som er plassert på en av objektets deler. Rotasjonsbevegelsen som studeres i dette emnet fokuserer på rotasjonsbevegelse rundt en fast akse. Bevegelsen til en trinse, en vifte, bevegelsen til en CD/DVD i et CD/DVD- rom , bevegelsen til en dør eller et vindu, bevegelsen til en motorsylinder, en helikopter- eller flypropell eller en skipspropell er noen eksempler på rotasjonsbevegelse rundt en fast akse. Har du noen gang observert en snurrebass? Posisjonen til snurrebassens akse endrer seg alltid (toppens helning har en tendens til å endre seg), derfor studeres ikke rotasjonsbevegelse slik som den som oppleves av en snurrebass i dette emnet.
Svart prinsipp
Forstå svarte prinsipper
Hvis vi blander varmt og kaldt vann i en åpen beholder (for eksempel en bøtte), overføres varme fra det varme vannet til det kalde vannet. Fordi beholderen er åpen, overføres noe av varmen til luften. Beholderen blir også varmere. Varmen som frigjøres fra det varme vannet absorberes ikke bare av det kalde vannet, men også av luften og beholderen. I dette tilfellet er bøtta et ikke-isolert system.
Når vi blander varmt og kaldt vann i en lukket termos, overføres varme fra det varme vannet til det kalde vannet. Termosen er et isolert system , så ingen varme overføres til luften eller termosen. Varmen som frigjøres fra det varme vannet absorberes ganske enkelt av det kalde vannet inntil blandingen når termisk likevekt.
Systemer og miljø
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.
Latent varme
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
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).
Varmeformel
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.
Mekanisk varmetara
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).
Vannavvik
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.
Ekspansjon
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.
Gasstermometer
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.