旋轉動力學

旋轉動力學是力學的一個分支,研究涉及力、質量和其他影響旋轉運動的因素的旋轉運動。如果物體的所有部分都圍繞位於其某個部分的軸或樞軸運動,則該物體會旋轉。本主題研究的旋轉運動著重於繞固定軸的旋轉運動。滑輪的運動、風扇的運動、CD/DVD在CD/DVD播放室中的旋轉、門窗的運動、引擎汽缸的運動、直升機或飛機螺旋槳的運動,以及船舶螺旋槳的運動,都是繞固定軸旋轉運動的例子。你觀察過旋轉的陀螺嗎?陀螺的軸線位置一直在變化(陀螺的傾斜角度會改變),因此,像陀螺這樣的旋轉運動不在本主題的研究範圍內。

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黑原則

理解黑人原則

如果我們在一個敞口容器(例如水桶)中混合熱水和冷水,熱量會從熱水傳遞到冷水。由於容器是敞口的,部分熱量會傳遞到空氣中,容器本身也會變熱。熱水釋放的熱量不僅被冷水吸收,還會被空氣和容器吸收。在這種情況下,水桶就成了一個非絕熱系統。

當我們在封閉的保溫瓶中混合熱水和冷水時,熱量會從熱水傳遞到冷水。保溫瓶是一個封閉系統,因此熱量不會傳遞到空氣或保溫瓶本身。熱水釋放的熱量會被冷水吸收,直到混合物達到熱平衡。

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系統與環境

理解系統和環境

系統是指被研究的對像或對象群。宇宙中的其他物件被稱為環境。通常,系統與其環境之間由“隔板/限制器/分離器”隔開。

例如,假設我們要研究保溫瓶中的水。保溫瓶內的水構成系統,而保溫瓶外的空氣和其他物體構成環境。保溫瓶的內壁和外壁(包括內壁的玻璃和外壁的塑膠)起到了分隔作用。保溫瓶就是一個例子。

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潛熱

了解潛熱

如果你將水銀溫度計插入裝有冷水和冰混合物的容器中,你會觀察到水銀柱下降後,表面會靜止不動。水銀柱在到達水的熔點或冰點(0℃)後停止移動。如果容器是敞開的,熱量會從溫度較高的空氣傳遞到溫度較低的冰水混合物中。空氣中的熱量會使冰融化。冰融化時,冰水混合物的溫度會改變嗎?答案是不會。

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機械熱力皮重

熱量的單位是卡路里(縮寫為kal)。 1卡路里是指將1克水的溫度升高攝氏1克(即從14,5度升高至15,5攝氏度)所需的熱量。不同水溫所需的熱量不同。在相同的熱作用下,水溫升高攝氏1度的情況只發生在攝氏14,5度到15,5度之間。常用的熱量單位,尤其是用來表示食物能量的單位,是千卡(kcal)。 1千卡=1000卡路里。 1千卡也稱為1卡路里(大寫K)。英制熱量單位是英熱單位(Btu)。 1英熱單位是指將1磅水的溫度升高1華氏度(即從63華氏度升至64華氏度)所需的熱量。

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水體異常

了解水體異常狀況

任何物體都會隨著溫度升高而膨脹(體積增大),隨著溫度降低而收縮(體積減少) 。水也不例外,溫度升高時膨脹,溫度降低時會收縮,但在0℃至4℃的溫度範圍內並非如此。在0 ℃至4℃之間,水的體積會隨著溫度升高而減少(水收縮)。如果我們加熱0℃的水,水溫越高,體積減少越多。當水溫達到4℃時,這種收縮過程停止。高於4 ℃時,水的體積會隨著溫度升高而增加(水膨脹)。反之,當溫度從4 ℃降至0 ℃時,水的體積也會增加(水膨脹)。水的這種奇特現象稱為水的異常現象。

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擴張

仔細觀察電纜,你會發現它們因為鬆弛而向下彎曲。為什麼電纜要故意放鬆,而不是簡單地拉緊呢?東努沙登加拉省弗洛雷斯島和倫巴塔島的大多數屋頂都是用鋅(Zn)製成的。鋅屋頂在白天或晚上都會發出噪音。為什麼鋅會發出噪音?如果你住在爪哇島,你可能有觀察過鐵軌。鐵軌接頭處有縫隙。這些縫隙的作用是什麼?關於膨脹,有很多問題可以思考和提問。

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氣體溫度計

如果我們校準不同類型的溫度計,例如水銀溫度計和酒精溫度計,會發現只有在 0 ° C(或 32 ° F)和 100 ° C(或 212 ° F)這兩個刻度上,它們的讀數才相同。如果我們用這兩個溫度計測量空氣溫度,它們顯示的數值不一定相同。例如,水銀溫度計可能顯示 48 ° C,而酒精溫度計可能顯示 46 ° C。這是因為水銀和酒精的膨脹係數不同。其他類型的溫度計,例如雙金屬溫度計等,也存在類似的情況。由此確定的溫度刻度很大程度上取決於所用材料的特性。

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