Materiale: Definition af varme, varmeledningsevne, varmekapacitet
Har du nogensinde drukket iste, ismælk, issirup osv.? Når vi laver iste, blander vi normalt varmt vand med isterninger i et glas. Varmt vand har en højere temperatur, mens isterninger har en lavere temperatur. Efter at have berørt hinanden i et stykke tid, bliver blandingen af isterninger og varm te til iste (blandingen af isterninger og varm te har nået samme temperatur). Den samme proces sker, når vi blander varmt vand med koldt vand. Efter berøring bliver det varme og kolde vand til varmt vand (blandingen af varmt vand og koldt vand har nået samme temperatur). Hvorfor kan disse genstande nå samme temperatur efter berøring?
Definition af varme
Når genstande med forskellige temperaturer kommer i kontakt med hinanden, sker der varmeoverførsel, ofte kaldet varme, fra genstanden med den højeste temperatur til genstanden med den lavere temperatur. Denne varmeoverførsel stopper, når genstandene i kontakt når samme temperatur. Hvis vi for eksempel blander varmt vand med koldt vand, bevæger varme sig normalt fra det varme vand til det kolde vand. Når vi sætter et varmt strygejern i koldt vand, bevæger varme sig fra det varmere strygejern til vandet. Varmestrømmen stopper, når strygejernet og vandet når samme temperatur. Når en læge eller sygeplejerske fastgør et termometer til din krop, bevæger varme sig fra din krop til termometeret. Denne varmeoverførsel stopper, når din krop og termometeret har nået samme temperatur. Hvis det anvendte termometer er et kviksølvtermometer, stopper kviksølvs overflade med at bevæge sig, når din krop og termometeret når samme temperatur. Tallet, der vises på kviksølvs overflade, er din kropstemperatur på det tidspunkt.
Varme bevæger sig naturligt fra objekter med høj temperatur til objekter med lav temperatur. Varmeoverførsel har en tendens til at udligne temperaturerne på objekter i kontakt med hinanden. I det 18. århundrede mistænkte fysikere, at varmestrømmen var bevægelsen af en væske, en usynlig type væske (væsker er stoffer, der kan flyde. Væsker omfatter væsker og gasser. Vand (en væske) er en væske, fordi den kan flyde. Luft er også en væske, fordi den kan flyde). Denne væske blev kaldt kalorisk . Teorien om kalorisk bruges ikke længere, fordi eksistensen af denne kalorisk ikke kan bevises baseret på eksperimentelle resultater.
I det 19. århundrede studerede en engelsk fysiker ved navn James Prescott Joule (1818-1889), hvordan man opvarmer vand i en beholder ved hjælp af et omrørerhjul. Baseret på resultaterne af sit eksperiment foretog Joule en sammenligning med vand opvarmet af ild. Når en flamme og en beholder indeholdende vand kommer i kontakt, bevæger varme sig fra ilden (høj temperatur) til vandet (lav temperatur). Efter at have foretaget en sammenligning mellem stigningen i vandtemperaturen på grund af kontakt med ilden og stigningen i vandtemperaturen på grund af det arbejde, som omrøreren udfører, konkluderede Joule, at varme er energi, der bevæger sig fra et objekt med høj temperatur til et objekt med lav temperatur. Varme er ikke energi (varme er ikke en specifik type energi, som kinetisk energi, potentiel energi, kemisk energi osv.) . Varme er energi , der bevæger sig på grund af temperaturforskelle . Så når varme strømmer fra et objekt med høj temperatur til et objekt med lav temperatur, bevæger energi sig faktisk fra objektet med høj temperatur til objektet med lav temperatur. Energioverførslen stopper, når objekterne i kontakt når samme temperatur eller termisk ligevægt.
Termisk ledningsevne
Hvorfor er de fleste køkkengrej lavet af aluminium? Forestil dig, at din venstre hånd holder et stykke metal, og din højre hånd holder et glas, og så rører du metallet og glasset ved en flamme. Vil din venstre eller højre hånd mærke varmen hurtigere? Disse spørgsmål, og måske andre du stiller, vedrører en genstands varmeledningsevne. En genstands varmeledningsevne er dens evne til at... overfør varme gennem objektet. Objekter med stor varmeledningsevne (k) er ledere kalorieindhold yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas termal kecil merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal yang buruk).
Varmekapacitet
Varmekapacitet (C) er den mængde varme , der kræves for at hæve temperaturen på et helt objekt med én grad. Formlen for varmekapacitet er:
C = mc
Keterangan : C = kapasitas kalor, m = massa benda, c = specifik varme objekt.
