Матэрыял: Вызначэнне цеплаправоднасці, цеплаправоднасці, цеплаёмістасці
Вы калі-небудзь спрабавалі халодны чай, халоднае малако, халодны сіроп і г.д.? Ну, пры падрыхтоўцы халоднага чаю мы звычайна змешваем гарачую або цёплую ваду ў шклянцы з кубікамі лёду. Гарачая або цёплая вада мае больш высокую тэмпературу, а кубікі лёду маюць больш нізкую тэмпературу. Пасля некаторага дотыку сумесь кубікаў лёду і гарачага чаю ператвараецца ў халодны чай (сумесь кубікаў лёду і цёплага чаю дасягнула аднолькавай тэмпературы). Той жа працэс адбываецца, калі мы змешваем гарачую ваду з халоднай вадой. Пасля дотыку гарачая і халодная вада ператвараюцца ў цёплую ваду (сумесь гарачай і халоднай вады дасягнула аднолькавай тэмпературы). Чаму гэтыя прадметы могуць дасягнуць аднолькавай тэмпературы пасля дотыку?
Вызначэнне цяпла
Калі аб'екты з рознай тэмпературай датыкаюцца адзін з адным, адбываецца перадача цяпла, якую часта называюць цяплом, ад аб'екта з больш высокай тэмпературай да аб'екта з больш нізкай тэмпературай. Гэтая перадача цяпла спыняецца, як толькі аб'екты, якія датыкаюцца, дасягаюць аднолькавай тэмпературы. Напрыклад, калі мы змешваем гарачую ваду з халоднай вадой, цяпло звычайна пераходзіць ад гарачай вады да халоднай. Калі мы апускаем гарачы прас у халодную ваду, цяпло пераходзіць ад больш гарачага праса да вады. Паток цяпла спыняецца, як толькі прас і вада дасягаюць адной тэмпературы. Калі лекар або медсястра прымацоўвае тэрмометр да вашага цела, цяпло пераходзіць ад вашага цела да тэрмометра. Гэтая перадача цяпла спыняецца, як толькі ваша цела і тэрмометр дасягаюць адной тэмпературы. Калі выкарыстоўваецца ртутны тэрмометр, калі ваша цела і тэрмометр дасягаюць адной тэмпературы, паверхня ртуці перастае рухацца. Лічба, паказаная на паверхні ртуці, - гэта тэмпература вашага цела ў гэты момант.
Натуральна, цяпло натуральным чынам пераходзіць ад аб'ектаў з высокай тэмпературай да аб'ектаў з нізкай тэмпературай. Цеплаперадача імкнецца ўраўноўваць тэмпературы аб'ектаў, якія кантактуюць адзін з адным. У 18 стагоддзі фізікі падазравалі, што паток цяпла — гэта рух вадкасці, нябачнага тыпу вадкасці (вадкасці — гэта рэчывы, якія могуць цячы. Да вадкасцей адносяцца вадкасці і газы. Вада (вадкасць) з'яўляецца вадкасцю, таму што яна можа цячы. Паветра таксама з'яўляецца вадкасцю, таму што яно можа цячы). Гэтая вадкасць была названа каларыйнай . Тэорыя каларыйнай энергіі больш не выкарыстоўваецца, таму што на падставе эксперыментальных вынікаў існаванне гэтай каларыйнай энергіі немагчыма даказаць.
У 19 стагоддзі англійскі фізік Джэймс Прэскат Джоўль (1818-1889) вывучаў, як награваць ваду ў ёмістасці з дапамогай мяшалкі. На падставе вынікаў свайго эксперыменту Джоўль параўнаў гэта з вадой, награваемай агнём. Калі полымя і ёмістасць з вадой датыкаюцца, цяпло пераходзіць ад агню (высокая тэмпература) да вады (нізкая тэмпература). Параўнаўшы павышэнне тэмпературы вады з-за кантакту з агнём і павышэнне тэмпературы вады з-за працы, выкананай мяшалкай, Джоўль прыйшоў да высновы, што цяпло - гэта энергія, якая пераходзіць ад аб'екта з высокай тэмпературай да аб'екта з нізкай тэмпературай. Цяпло - гэта не энергія (цяпло не з'яўляецца пэўным тыпам энергіі, як кінетычная энергія, патэнцыяльная энергія, хімічная энергія і г.д.) . Цяпло - гэта энергія , якая перамяшчаецца з-за розніцы тэмператур . Такім чынам, калі цяпло пераходзіць ад аб'екта з высокай тэмпературай да аб'екта з нізкай тэмпературай, энергія насамрэч пераходзіць ад аб'екта з высокай тэмпературай да аб'екта з нізкай тэмпературай. Перадача энергіі спыняецца, як толькі аб'екты, якія датыкаюцца, дасягаюць аднолькавай тэмпературы або цеплавой раўнавагі.
Цеплаправоднасць
Чаму большасць посуду выраблена з алюмінію? Дапусцім, што ваша левая рука трымае прас, правая — шклянку, а потым прас і шкло дакранаюцца да агню. Якая ваша левая ці правая рука хутчэй адчувае цяпло? Гэтыя пытанні, і, магчыма, іншыя, якія вы задасце, звязаны з цеплаправоднасцю прадмета. Цеплаправоднасць прадмета — гэта здольнасць прадмета перадаваць цяпло праз яго. Прадметы з высокай цеплаправоднасцю (k) з'яўляюцца добрымі праваднікамі цяпла (добрыя цеплаправоднікі). І наадварот, прадметы з нізкай цеплаправоднасцю з'яўляюцца дрэннымі праваднікамі цяпла (дрэнныя цеплаправоднікі).
Цеплаёмістасць
Цеплаёмістасць (C) — гэта колькасць цяпла , неабходная для павышэння тэмпературы ўсяго аб'екта на адзін градус. Формула для цеплаёмістасці:
C = mc
Інфармацыя: C = цеплаёмістасць , m = маса аб'екта, c = удзельная цеплаёмістасць аб'екта.
