A dinâmica rotacional é um ramo da mecânica que estuda o movimento rotacional envolvendo forças, massas e outros fatores que o influenciam. Um objeto gira se todas as suas partes se movem em torno de um eixo ou pivô localizado em uma de suas partes. O movimento rotacional estudado neste tópico concentra-se no movimento rotacional em torno de um eixo fixo. O movimento de uma polia, de um ventilador, o movimento de um CD/DVD em uma sala de CD/DVD , o movimento de uma porta ou janela, o movimento de um cilindro de motor, da hélice de um helicóptero ou avião, ou da hélice de um navio são alguns exemplos de movimento rotacional em torno de um eixo fixo. Você já observou um pião girando? A posição do eixo de rotação do pião está sempre mudando (a inclinação do pião tende a mudar), portanto, o movimento rotacional como o experimentado por um pião girando não é estudado neste tópico.
Princípio Negro
Entendendo os Princípios Negros
Se misturarmos água quente e fria em um recipiente aberto (por exemplo, um balde), o calor se transfere da água quente para a água fria. Como o recipiente é aberto, parte desse calor se dissipa para o ar. O recipiente também se aquece. O calor liberado pela água quente é absorvido não só pela água fria, mas também pelo ar e pelo próprio recipiente. Nesse caso, o balde constitui um sistema não isolado.
Quando misturamos água quente e fria em uma garrafa térmica fechada, o calor é transferido da água quente para a água fria. A garrafa térmica é um sistema isolado , portanto não há transferência de calor para o ar ou para a própria garrafa. O calor liberado pela água quente é simplesmente absorvido pela água fria até que a mistura atinja o equilíbrio térmico.
Sistemas e ambiente
Compreendendo os Sistemas e o Ambiente
Um sistema é um objeto ou grupo de objetos que está sendo estudado. Outros objetos no universo são chamados de ambiente. Normalmente, um sistema é separado de seu ambiente por uma "partição/limitador/separador".
Por exemplo, digamos que queiramos investigar a água em uma garrafa térmica. A água dentro da garrafa térmica constitui o sistema, enquanto o ar e outros objetos fora da garrafa térmica constituem o ambiente. As paredes da garrafa térmica, tanto o vidro interno quanto o plástico externo, atuam como divisórias. Uma garrafa térmica para água é um exemplo.
Calor latente
Entendendo o Calor Latente
Se você inserir um termômetro de mercúrio em um recipiente contendo uma mistura de água fria e gelo, observará que, após descer, a superfície do mercúrio permanece imóvel. A superfície do mercúrio para de se mover ao atingir o ponto de fusão ou o ponto de congelamento da água (0 ° C). Se o recipiente estiver aberto, o calor flui do ar, que está a uma temperatura mais alta, para a mistura de gelo e água, que está a uma temperatura mais baixa. O calor adicional do ar faz com que o gelo derreta. À medida que o gelo derrete, a temperatura da mistura de gelo e água muda? À medida que o gelo derrete, a temperatura da mistura de água e gelo não muda.
Calor específico
O calor específico (c) é a quantidade de calor (Q) necessária para elevar a temperatura (T) de uma unidade de massa (m) de um objeto em um grau. A fórmula para c é:
Sistema Internacional de Unidades é J/Kg K.
O calor específico de um objeto varia com a temperatura. Se a variação de temperatura não for muito grande, o valor pode ser considerado constante. A seguir, são apresentados os valores de c para diversos objetos a uma pressão de 1 atm e uma temperatura de 20 ° C (obtidos experimentalmente).
Fórmula do calor
Se objetos com temperaturas diferentes entrarem em contato, o calor naturalmente se move do objeto com a temperatura mais alta para o objeto com a temperatura mais baixa. A transferência de calor cessa quando os dois objetos atingem o equilíbrio térmico . Pode-se dizer que a transferência de calor causa uma mudança na temperatura dos objetos em contato. Com base nessa breve explicação, conclui-se que o calor (Q) está relacionado a um objeto e à variação de temperatura (ΔT) desse objeto. Cada objeto possui uma massa (m) e o tipo de objeto também varia.
tara de calor mecânico
A unidade de calor é a caloria (abreviada como kal). Uma caloria é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água em 1 °C ( exatamente de 14,5 ° C para 15,5 ° C). A quantidade de calor necessária varia para diferentes temperaturas da água. Para a mesma quantidade de calor, um aumento de 1 ° C na temperatura da água ocorre apenas entre 14,5 ° C e 15,5 ° C. A unidade de calor frequentemente usada, especialmente para expressar o valor energético dos alimentos, é a quilocaloria (kcal). 1 kcal = 1000 calorias. Outro nome para 1 kcal = 1 Caloria (com K maiúsculo). A unidade de calor para o sistema britânico é o Btu (Unidade Térmica Britânica). 1 Btu = a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 libra de água em 1 °F ( exatamente de 63 ° F para 64 ° F).
Anomalia hídrica
Entendendo as anomalias da água
Todo objeto se expande (aumenta seu volume) quando sua temperatura aumenta e se contrai (diminui seu volume) quando sua temperatura diminui. A água também se expande quando a temperatura aumenta e se contrai quando a temperatura diminui, exceto na faixa de 0 ° C a 4 ° C. Entre 0 ° C e 4 ° C, o volume da água diminui (a água se contrai) à medida que a temperatura aumenta. Se aquecermos a água a 0 ° C, quanto mais quente a água, mais seu volume diminui. O processo de contração cessa quando a água atinge 4 ° C. Acima de 4 ° C, o volume da água aumenta (a água se expande) com o aumento da temperatura. Por outro lado, a água se expande (o volume da água aumenta) quando a temperatura diminui de 4 ° C para 0 ° C. Essa peculiaridade do comportamento da água é conhecida como anomalia da água.
Pemuaian
Se você observar os cabos elétricos de perto, notará que eles são curvados para baixo devido à folga. Por que os cabos elétricos são deliberadamente frouxos, em vez de simplesmente tensionados? A maioria dos telhados em Flores e Lembata, Nusa Tenggara Oriental, é feita de zinco (Zn). Durante o dia ou à noite, os telhados de zinco fazem barulho. Por que o zinco faz barulho? Se você mora na ilha de Java, pode ter observado trilhos de trem. Há espaços nas juntas dos trilhos. Qual é a função desses espaços nas juntas dos trilhos? Há muitas coisas sobre as quais você pode pensar e perguntar relacionadas ao tema da expansão.
Termômetro de gás
Se calibrarmos diferentes tipos de termômetros, por exemplo, um termômetro de mercúrio e um termômetro de álcool, as escalas de ambos serão iguais apenas em 0 ° C (ou 32 ° F) e 100 ° C (ou 212 ° F). Se usarmos ambos os termômetros para medir a temperatura do ar, os valores indicados por cada um não serão necessariamente os mesmos. Pode acontecer que o termômetro de mercúrio indique 48 ° C, enquanto o termômetro de álcool indique 46 ° C. Isso ocorre porque a taxa de expansão do mercúrio e do álcool é diferente. O mesmo acontece com outros tipos de termômetros, como os bimetálicos, etc. A escala de temperatura determinada dessa forma depende muito das propriedades dos materiais utilizados.