Materiaali: Lämmön määritelmä, lämmönjohtavuus, lämpökapasiteetti
Oletko koskaan juonut jääteetä, jäämaitoa, jääsiirappia jne.? Jääteetä tehdessämme sekoitamme yleensä kuumaa tai lämmintä vettä lasissa jääpalojen kanssa. Kuumalla tai lämpimällä vedellä on korkeampi lämpötila, kun taas jääkuutioilla on matalampi lämpötila. Hetken kosketuksen jälkeen jääpalojen ja kuuman teen seos muuttuu jääteeksi (jääpalojen ja lämpimän teen seos on saavuttanut saman lämpötilan). Sama prosessi tapahtuu, kun sekoitamme kuumaa vettä kylmään veteen. Kosketuksen jälkeen kuuma ja kylmä vesi muuttuvat lämpimäksi vedeksi (kuuman ja kylmän veden seos on saavuttanut saman lämpötilan). Miksi nämä esineet voivat saavuttaa saman lämpötilan kosketuksen jälkeen?
Lämmön määritelmä
Kun esineillä on eroja suhu Kun kaksi kappaletta koskettavat toisiaan, tapahtuu lämmönsiirtoa eli lämmöksi kutsuttua prosessia korkeamman lämpötilan omaavasta kappaleesta matalamman lämpötilan omaavaan kappaleeseen. Tämä lämmönsiirto loppuu, kun kosketuksissa olevat kappaleet saavuttavat saman lämpötilan. Esimerkiksi jos sekoitamme kuumaa vettä kylmään veteen, lämpö siirtyy yleensä kuumasta vedestä kylmään veteen. Kun laitamme kuuman silitysraudan kylmään veteen, lämpö siirtyy kuumemmasta raudasta veteen. Lämmönvirtaus loppuu, kun rauta ja vesi saavuttavat saman lämpötilan. Kun lääkäri tai sairaanhoitaja kiinnittää lämpömittarin kehoosi, lämpö siirtyy kehostasi lämpömittariin. Tämä lämmönsiirto loppuu, kun kehosi ja lämpömittari ovat saavuttaneet saman lämpötilan. Jos käytetty lämpömittari on elohopealämpömittari, elohopean pinta lakkaa liikkumasta, kun kehosi ja lämpömittari saavuttavat saman lämpötilan. Elohopean pinnalla näkyvä luku on kehosi lämpötila sillä hetkellä.
Luonnollisesti lämpö siirtyy luonnollisesti korkean lämpötilan omaavista kappaleista matalan lämpötilan omaaviin kappaleisiin. Lämmönsiirto pyrkii tasaamaan toisiinsa kosketuksissa olevien kappaleiden lämpötilaa. 18-luvulla fyysikot epäilivät, että lämmönvirtaus oli nesteen, näkymättömän nesteen, liikettä (nesteet ovat aineita, jotka voivat virrata. Nesteitä ovat nesteet ja kaasut. Vesi (neste) on neste, koska se voi virrata. Myös ilma on neste, koska se voi virrata). Tätä nestettä kutsutaan calorinen. Teoriat aiheesta calorinen ei enää käytetä, koska kokeen tulosten perusteella on todettu, että kalorien tätä ei voida todistaa.
19-luvulla englantilainen fyysikko James Prescott Joule (1818–1889) tutki, miten vettä voidaan lämmittää astiassa sekoittajan avulla. Kokeidensa tulosten perusteella Joule teki vertailun tulen lämmittämään veteen. Kun liekki ja vettä sisältävä astia joutuvat kosketuksiin, lämpö siirtyy liekistä (korkea lämpötila) veteen (matala lämpötila). Verrattuaan veden lämpötilan nousua tulen kanssa kosketuksesta ja sekoittajan tekemän työn aiheuttamaa veden lämpötilan nousua, Joule päätteli, että lämpö on energiaa, joka siirtyy korkeassa lämpötilassa olevista kappaleista matalassa lämpötilassa oleviin kappaleisiin. Klämpö ei ole energiaa (lämpö ei ole tietty energialaji, kuten liike-energia, potentiaalienergia, kemiallinen energia jne.). Kniin On energiansiirto lämpötilaerojen vuoksiKun lämpö virtaa korkean lämpötilan kappaleesta matalan lämpötilan kappaleeseen, energiaa itse asiassa siirtyy korkean lämpötilan kappaleesta matalan lämpötilan kappaleeseen. Energian siirtyminen pysähtyy, kun kosketuksessa olevat kappaleet saavuttavat saman lämpötilan tai terminen tasapaino.
Konduktivitas-lämpö
Miksi useimmat keittoastiat on valmistettu alumiinista? Oletetaan, että vasemmassa kädessäsi on metallinpala ja oikeassa kädessäsi lasia, ja sitten kosketat metallia ja lasia liekkiin. Tunteeko vasen vai oikea kätesi lämmön nopeammin? Nämä ja ehkä muutkin kysymykset liittyvät esineen lämmönjohtavuuteen. Esineen lämmönjohtavuus on sen kyky... siirtolämpö esineen läpi. Esineet, joilla on suuri lämmönjohtavuus (k), ovat johtimia lämpö hyvä (hyvä lämmönjohde). Toisaalta esineet, joilla on lämmönjohtavuus Pieni on huono lämmönjohdin (huono lämmönjohdin).
Lämpökapasiteetti
Lämpökapasiteetti (C) on määrä lämpö tarvittiin nostamaan suhu kaikkia kappaleita yhdellä asteella. Lämpökapasiteetin kaava:
C = mc
Kuvaus: C = lämpökapasiteetti, m = kappaleen massa, c = ominaislämpö benda.
