Temperatuuri ja kuumuse mõistmine
Temperatuur . Temperatuuri mõiste pärineb tegelikult meie kompimismeele kaudu kogetavast kuumuse ja külma tajust. Lähtudes sellest, mida meie kompimismeel tajub, ütleme, et üks objekt on kuumem kui teine või et üks objekt on külmem kui teine. Kuumadel objektidel on kõrgem temperatuur, külmadel aga madalam. Mida külmem on objekt, seda madalam on selle temperatuur. Vastupidi, mida kuumem on objekt, seda kõrgem on selle temperatuur. Seda objekti kuumuse või külmuse mõõtu nimetatakse temperatuuriks. Gaaside kineetilise teooria teemas, mida uuritakse hiljem 11. klassis, saate sügavamalt aru temperatuuri tähendusest; mis juhtub molekulidega, millest objekt koosneb – see objekt võib tunduda kuum, soe, jahe või külm.
Soojus . Kui erineva temperatuuriga objektid puutuvad kokku, toimub soojusülekanne kõrgema temperatuuriga objektilt madalama temperatuuriga objektile, mida sageli nimetatakse ka soojuseks. Soojusülekanne peatub, kui kokkupuutuvad objektid saavutavad sama temperatuuri. Näiteks kui segame kuuma vett külma veega, liigub soojus tavaliselt kuumast veest külma vette. Kui paneme kuuma triikraua külma vette, liigub soojus kuumemalt triikraualt vette. Soojuse liikumine peatub, kui triikraua ja vee temperatuur on sama. Kui arst või õde kinnitab teie kehale termomeetri, liigub soojus teie kehast termomeetrisse. Soojusülekanne peatub, kui teie keha ja termomeeter on saavutanud sama temperatuuri. Kui kasutatav termomeeter on elavhõbedatermomeeter ja teie keha ning termomeeter saavutavad sama temperatuuri, siis elavhõbeda pind lakkab liikumast. Elavhõbeda pinnal olev number näitab teie kehatemperatuuri sel ajal.
Loomulikult liigub soojus kõrge temperatuuriga objektidelt madala temperatuuriga objektidele. Soojusülekanne kipub üksteisega kokkupuutuvate objektide temperatuuri võrdsustama. 18. sajandil kahtlustasid füüsikud, et soojusvoog on vedeliku, nähtamatu vedelikuliigi liikumine (vedelik on aine, mis saab voolata. Vedelike hulka kuuluvad vedelikud ja gaasid. Vesi (vedelik) on vedelik, kuna see saab voolata. Õhk on samuti vedelik, kuna see saab voolata). Seda vedelikku nimetati kaloriliseks . Kaloriteooriat enam ei kasutatud, kuna eksperimentaalsete tulemuste põhjal ei olnud selle kalori olemasolu võimalik tõestada. 19. sajandil uuris inglise füüsik James Prescott Joule (1818–1889), kuidas kuumutada vett anumas segamisratta abil, ja võrdles vee kuumutamist segamisratta pöörlemise tõttu vee kuumutamisega anumas , mida puudutab leek või elektriallikas. Oma katsete põhjal jõudis Joule järeldusele, et soojus ei ole energia (soojus ei ole spetsiifiline energialiik, näiteks kineetiline energia, potentsiaalne energia, keemiline energia jne). Soojus on energia, mis kandub temperatuurierinevuste tõttu. Seega, kui soojus voolab kõrge temperatuuriga objektilt madala temperatuuriga objektile, kandub energia tegelikult kõrge temperatuuriga objektilt madala temperatuuriga objektile. See energiaülekanne peatub, kui kokkupuutuvad objektid saavutavad sama temperatuuri ehk termilise tasakaalu.
