Material: Definition von Wärme, Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität
Haben Sie schon mal Eistee, Eismilch, Eissirup usw. getrunken? Bei der Zubereitung von Eistee mischt man normalerweise heißes oder warmes Wasser mit Eiswürfeln in einem Glas. Heißes oder warmes Wasser hat eine höhere Temperatur als Eiswürfel. Nach einer Weile kühlt sich die Mischung aus Eiswürfeln und heißem Wasser ab und wird zu Eistee (sie haben die gleiche Temperatur erreicht). Dasselbe passiert, wenn man heißes und kaltes Wasser mischt. Auch hier wird die Mischung wieder warm (sie hat die gleiche Temperatur erreicht). Warum erreichen diese beiden Stoffe nach dem Kontakt die gleiche Temperatur?
Definition von Wärme
Wenn Gegenstände mit unterschiedlichen Temperaturen in Kontakt kommen, findet ein Wärmeaustausch statt, der oft einfach als Wärme bezeichnet wird. Dieser Wärmeaustausch endet, sobald die Gegenstände die gleiche Temperatur erreicht haben. Mischt man beispielsweise heißes und kaltes Wasser, fließt die Wärme normalerweise vom heißen zum kalten Wasser. Legt man ein heißes Bügeleisen in kaltes Wasser, fließt Wärme vom Bügeleisen ins Wasser. Der Wärmefluss stoppt, sobald Bügeleisen und Wasser die gleiche Temperatur haben. Wenn ein Arzt oder eine Krankenschwester ein Thermometer an Ihren Körper anbringt, fließt Wärme von Ihrem Körper zum Thermometer. Dieser Wärmeaustausch endet, sobald Ihr Körper und das Thermometer die gleiche Temperatur erreicht haben. Bei einem Quecksilberthermometer bewegt sich die Quecksilberoberfläche nicht mehr, sobald Körper und Thermometer die gleiche Temperatur erreicht haben. Die angezeigte Zahl auf der Quecksilberoberfläche entspricht Ihrer Körpertemperatur zu diesem Zeitpunkt.
Wärme fließt naturgemäß von Objekten mit hoher Temperatur zu Objekten mit niedriger Temperatur. Wärmeübertragung gleicht die Temperaturen von Objekten an, die sich berühren. Im 18. Jahrhundert vermuteten Physiker, dass der Wärmefluss auf der Bewegung eines Fluids beruhte – eines unsichtbaren Fluids (Fluide sind Stoffe, die fließen können. Dazu gehören Flüssigkeiten und Gase. Wasser (eine Flüssigkeit) ist ein Fluid, da es fließen kann. Auch Luft ist ein Fluid, da sie fließen kann). Dieses Fluid wurde als Kalorik bezeichnet . Die Kaloriktheorie wird heute nicht mehr angewendet , da die Existenz dieser Kalorik experimentell nicht nachgewiesen werden konnte.
Im 19. Jahrhundert untersuchte der englische Physiker James Prescott Joule (1818–1889), wie man Wasser in einem Behälter mithilfe eines Rührrads erhitzen kann. Basierend auf den Ergebnissen seines Experiments zog Joule einen Vergleich mit der Erwärmung von Wasser durch Feuer. Wenn eine Flamme und ein mit Wasser gefüllter Behälter in Kontakt kommen, fließt Wärme vom Feuer (hohe Temperatur) zum Wasser (niedrige Temperatur). Nachdem Joule die Temperaturerhöhung des Wassers durch den Kontakt mit dem Feuer mit der Temperaturerhöhung durch die Arbeit des Rührrads verglichen hatte, schlussfolgerte er, dass Wärme Energie ist, die von einem Objekt mit hoher Temperatur zu einem Objekt mit niedriger Temperatur fließt. Wärme ist keine Energie im eigentlichen Sinne (Wärme ist keine spezifische Energieform wie kinetische, potenzielle oder chemische Energie usw.) . Wärme ist Energie , die aufgrund von Temperaturunterschieden fließt . Wenn also Wärme von einem Objekt mit hoher Temperatur zu einem Objekt mit niedriger Temperatur fließt, fließt tatsächlich Energie vom Objekt mit hoher Temperatur zum Objekt mit niedriger Temperatur. Der Energieaustausch endet, sobald die in Kontakt stehenden Objekte die gleiche Temperatur oder das thermische Gleichgewicht erreicht haben.
Wärmeleitfähigkeit
Warum besteht das meiste Kochgeschirr aus Aluminium? Stellen Sie sich vor, Sie halten in Ihrer linken Hand ein Stück Metall und in Ihrer rechten ein Glas. Halten Sie nun Metall und Glas an eine Flamme. Wird Ihre linke oder Ihre rechte Hand die Hitze schneller spüren? Diese und vielleicht weitere Fragen hängen mit der Wärmeleitfähigkeit eines Materials zusammen. Die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist seine Fähigkeit, Wärme zu übertragen… Wärmeübertragung durch das Objekt. Objekte mit hoher Wärmeleitfähigkeit (k) sind Leiter. Kalor yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas termal kecil merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal yang buruk).
Wärmekapazität
Die Wärmekapazität (C) ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur eines gesamten Objekts um ein Grad zu erhöhen . Die Formel für die Wärmekapazität lautet:
C = mc
Keterangan : C = kapasitas kalor, m = massa benda, c = spezifische Wärme Band.
