Məqalə İstiliyin tərifi İstiliyin mexaniki ekvivalenti İstilik tənliyi
1. İstiliyin tərifi
Əgər temperatur fərqi olan cisimlər bir-birinə toxunarsa, yüksək temperaturlu cisimlərdən aşağı temperaturlu cisimlərə istilik ötürülməsi baş verəcək. Cisimlərə toxunduqdan sonra istilik ötürülməsi dayanır. Məsələn, isti suyu soyuq su ilə qarışdırsaq, istilik adətən isti sudan soyuq suya keçir. İsti ütü soyuq suya qoyduğumuz zaman istilik ütüdən suya keçir. Dəmir və su eyni temperatura çatdıqdan sonra istilik axmağı dayandıracaq. Tibb bacısı bədəninizə termometr bağladıqda, istilik...
Bədəniniz termometrə keçir. Bədəniniz və termometr eyni temperatura çatdıqdan sonra istilik ötürülməsi dayanır. İstifadə olunan termometr civə termometridirsə, bədəniniz və termometr eyni temperatura çatdıqda civənin səthi hərəkətini dayandırır. Civənin səthində göstərilən rəqəm həmin vaxt bədəninizin temperaturudur.
Təbii ki, istilik avtomatik olaraq yüksək temperaturlu obyektlərdən digər obyektlərə keçir
aşağı temperaturlu cisimlər. İstilik ötürülməsi bir-birinə toxunan cisimlərin temperaturunu bərabərləşdirməyə meyllidir. 18-ci əsrdə fiziklər istilik axınının görünməyən bir mayenin, mayenin hərəkəti olduğunu şübhə edirdilər (maye axa bilən bir maddədir. Maye maye və qaz halında olan materialları əhatə edir. Su (maye) axa bildiyi üçün mayeni əhatə edir. Hava da axa bildiyi üçün mayeni əhatə edir). Maye kalori adlanır. Kalori nəzəriyyəsi artıq istifadə edilmir, çünki təcrübənin nəticələrinə əsasən bu kaloriyanın mövcudluğu sübut edilə bilməz. 19-cu əsrdə Ceyms Preskott Coul (1818-1889) adlı ingilis fiziki qarışdırma çarxı istifadə edərək qabda suyu necə qızdırmağı öyrəndi.
Təcrübənin nəticələrinə əsasən, Coul odla qızdırılan su ilə müqayisə apardı. Alov və su olan qab təmasda olduqda, istilik oddan (yüksək temperatur) suya (aşağı temperatur) keçir. Coul odla təmas nəticəsində suyun temperaturunun artması ilə qarışdırıcının gördüyü iş nəticəsində suyun temperaturunun artması arasında müqayisə apardıqdan sonra belə bir nəticəyə gəldi ki, istilik yüksək temperaturlu bir cisimdən aşağı temperaturlu bir cisimə keçən enerjidir. İstilik enerji deyil (istilik müəyyən bir enerji növü deyil, məsələn, kinetik enerji, potensial enerji, kimyəvi enerji və s.). İstilik temperatur fərqləri səbəbindən hərəkət edən enerjidir. Beləliklə, istilik yüksək temperaturlu cisimlərdən aşağı temperaturlu cisimlərə axdıqda, enerji yüksək temperaturlu cisimlərdən aşağı temperaturlu cisimlərə keçir. Cisimlərə toxunduqdan sonra enerji ötürülməsi eyni temperatura çatır.
2. İstilik vahidi və istiliyin mexaniki ekvivalenti
İstilik vahidləri kaloridir (kal kimi qısaldılmışdır). Kalori 1 qram suyun temperaturunu 1 C artırmaq üçün lazım olan istilik miqdarıdır.o (dəqiq desək, 14.5-dən oCdən 15.5 oC). Lazım olan istilik miqdarı müxtəlif su temperaturları üçün dəyişir. Eyni istilik miqdarı üçün suyun temperaturu 1 C artdıqdao yalnız 14.5 dərəcə temperatur arasında baş verir oCdən 15.5 oC. İstilik vahidləri tez-tez istifadə olunur, xüsusən də qida enerjisinin dəyərini kilokaloriya (kkal) kimi göstərmək üçün. 1 kkal = 1000 kalori. 1 kkaldan digər adlar = 1 Kalori (böyük K hərfi). Britaniya sistemi üçün istilik vahidi Btu-dur (Britaniya istilik vahidi). 1 Btu = 1 funt (0.45 kq) suyun temperaturunu 1 Fo artırmaq üçün lazım olan istilik miqdarı (dəqiq olaraq 63-dən) oF-dən 64-ə qədər oF).
İstilik enerji ilə əlaqəlidir, ona görə də istilik vahidləri ilə enerji vahidləri arasındakı əlaqəni bilməliyik. Coul və digər alimlər tərəfindən aparılan təcrübələrə əsasən məlumdur ki, 4.186 Coulluq bir iş 1 kalori istiliyə bərabərdir.
1 kalori = 4.186 Coul
1 kkal = 1000 kalori = 4186 Coul
1 Btu = 0.24 km (778 fut). funt = 252 kalori = 1055 Coul
(1 kalori = 4.186 Coul və 1 kkal = 4186 istiliyin mexaniki ekvivalenti adlanır)
3. İstilik tənliyi
Əgər temperatur fərqi olan cisimlər bir-birinə toxunarsa, təbii olaraq istilik yüksək temperaturlu cisimlərdən aşağı temperaturlu cisimlərə keçir. Hər iki cisim istilik tarazlığında olduqdan sonra istilik ötürülməsi dayanır. İstilik ötürülməsi bir-birinə toxunan cisimlərin temperaturunda dəyişikliklərə səbəb olur. Bu qısa izahata əsasən, istiliyin (Q) bir cisimlə əlaqəsi olduğu və cismin temperaturunda (ΔT), cismin kütləsində (m) və cismin növündə dəyişikliklər olduğu qənaətinə gələ bilərsiniz.
İstilik (Q) və temperatur dəyişikliyi (ΔT) arasındakı əlaqə
İstilik nə qədər çox olarsa, temperatur dəyişikliyi də bir o qədər böyük olar. Belə bir nəticəyə gəlmək olar ki, istilik miqdarı (Q) cismin temperatur dəyişikliyi ilə mütənasibdir.
Q α ΔT —– Müqayisə 1
İstilik (Q) və cisimlərin kütləsi (m) arasındakı əlaqə
İstilik miqdarı (Q) cismin temperaturunun dəyişməsi ilə mütənasibdir. Su nə qədər çox olarsa, suyun temperaturunu artırmaq üçün bir o qədər çox istilik lazımdır.
Q α m —– Müqayisə 2
İstilik (Q) ilə obyekt növü (c) arasındakı əlaqə
Bir cismin temperaturunu qaldırmaq üçün tələb olunan istilik, cismin növü ilə mütənasibdir.
Q α c —– Müqayisə 3
Yuxarıdakı üç müqayisə bir tənlikdə birləşdirilir:
Q α mc ΔT
Q = mc ΔT
Bu, istilik tənliyidir.
Təsvir: Q = istilik (Coul), m = cismin kütləsi (kq), c = xüsusi istilik (J / kq C o və ya K)
