Artikel Definysje fan waarmte Mechanysk ekwivalint fan waarmte Fergeliking fan waarmte
1. Definysje fan waarmte
As objekten dy't temperatuerferskillen hawwe inoar oanreitsje, sil der waarmte-oerdracht wêze fan objekten mei hege temperatuer nei objekten mei lege temperatuer. De waarmte-oerdracht stopet nei't it oanreitsjen fan objekten deselde temperatuer berikt hat. Bygelyks, as wy hjit wetter mei kâld wetter mingje, giet waarmte meastentiids fan hjit wetter nei kâld wetter. As wy hjit izer yn kâld wetter sette, giet waarmte fan izer nei wetter. Waarmte sil ophâlde mei streamen nei't izer en wetter deselde temperatuer berikt hawwe. As in ferpleechkundige in termometer oan jo lichem befestiget, giet waarmte fan
Dyn lichem giet nei de termometer. De waarmte-oerdracht stoppet as dyn lichem en termometer deselde temperatuer berikt hawwe. As de brûkte termometer in kwiktermometer is, dan hâldt it oerflak fan it kwik op mei bewegen as dyn lichem en termometer deselde temperatuer berikke. It getal dat op it oerflak fan kwik werjûn wurdt, is dyn lichemstemperatuer op dat stuit.
Fansels giet waarmte automatysk fan objekten mei hege temperatuer nei
objekten mei lege temperatuer. Waarmte-oerdracht hat de neiging om de temperatuer fan objekten dy't inoar oanreitsje gelyk te meitsjen. Yn 'e 18e iuw fermoeden natuerkundigen dat waarmtestream de beweging wie fan in floeistof, in soarte floeistof dy't net sichtber wie (floeistof is in stof dy't streame kin. Floeistof omfettet floeibere en gasfoarmige materialen. Wetter (floeistof) omfettet floeistof om't it streame kin. Loft omfettet ek floeistof om't it streame kin). De floeistof wurdt kaloarysk neamd. De teory fan kaloaren wurdt net mear brûkt, om't op basis fan 'e resultaten fan it eksperimint it bestean fan dizze kaloaren net bewiisd wurde kin. Yn 'e 19e iuw learde in Ingelske natuerkundige mei de namme James Prescott Joule (1818-1889) hoe't er wetter yn in kontener ferwaarmje koe mei in roerwiel.
Op basis fan 'e resultaten fan it eksperimint makke Joule in ferliking mei ferwaarme wetter mei help fan fjoer. As in flam en in kontener mei wetter yn kontakt komme, beweecht waarmte fan fjoer (hege temperatuer) nei wetter (lege temperatuer). Nei it meitsjen fan fergelikingen tusken de tanimmende wettertemperatuer troch kontakt mei fjoer en de tanimmende wettertemperatuer troch it wurk dien troch de roerder, konkludearre Joule dat waarmte de enerzjy is dy't beweecht fan in objekt mei hege temperatuer nei in objekt mei lege temperatuer. Waarmte is gjin enerzjy (waarmte is gjin bepaald type enerzjy, lykas kinetyske enerzjy, potinsjele enerzjy, gemyske enerzjy, ensfh.). Waarmte is enerzjy dy't beweecht troch temperatuerferskillen. Dus, as waarmte streamt fan objekten mei hege temperatuer nei objekten mei lege temperatuer, beweecht enerzjy fan objekten mei hege temperatuer nei objekten mei lege temperatuer. Enerzjy-oerdracht stoppet nei't oanreitsjende objekten deselde temperatuer berikke.
2. Ienheid fan waarmte en it meganyske ekwivalint fan waarmte
Waarmte-ienheden binne kaloaren (ôfkoarte as cal). Kaloaren binne de hoemannichte waarmte dy't nedich is om de temperatuer fan 1 gram wetter mei 1 °C te ferheegjen.o (krekt, fan 14.5 oC nei 15.5 oC). De hoemannichte waarmte dy't nedich is ferskilt foar ferskillende wettertemperatueren. Foar deselde hoemannichte waarmte is in wettertemperatuerferheging fan 1 C nedich.o komt allinnich foar tusken temperatueren fan 14.5 oC nei 15.5 oC. Waarmte-ienheden wurde faak brûkt, foaral om de wearde fan itenenerzjy oan te jaan as kilokalorieën (kcal). 1 kcal = 1000 kaloaren. Oare nammen fan 1 kcal = 1 Kalory (grutte letter K). De waarmte-ienheid foar it Britske systeem is Btu (Britske termyske ienheid). 1 Btu = de hoemannichte waarmte dy't nedich is om de temperatuer fan 1 pûn (0.45 kg) wetter mei 1 Fo te ferheegjen (krekt fan 63 oF oant 64 oF).
Waarmte is relatearre oan enerzjy, dus wy moatte de relaasje tusken waarmte-ienheden en enerzjy-ienheden witte. Op basis fan eksperiminten útfierd troch Joule en oare wittenskippers, is it bekend dat in wurk fan 4.186 Joule lykweardich is oan 1 kaloarje waarmte.
1 kaloarie = 4.186 Joule
1 kcal = 1000 kaloaren = 4186 Joules
1 Btu = 778 ft (0.24 km). lb = 252 kaloaren = 1055 Joules
(1 kaloarie = 4.186 Joule en 1 kcal = 4186 neamd it meganyske lykweardich fan waarmte)
3. De waarmtefergeliking
As objekten dy't temperatuerferskillen hawwe inoar oanreitsje, beweecht waarmte fansels fan objekten mei hege temperatuer nei objekten mei lege temperatuer. Waarmte-oerdracht stopet neidat beide objekten yn termysk lykwicht binne. Waarmte-oerdracht feroarsaket feroaringen yn temperatuer fan objekten dy't inoar oanreitsje. Op basis fan dizze koarte útlis kinne jo konkludearje dat waarmte (Q) in relaasje hat mei in objekt en feroaringen yn temperatuer (ΔT) fan it objekt, de massa fan it objekt (m) en it type objekt.
De relaasje tusken waarmte (Q) en temperatuerferoaring (ΔT)
Hoe mear waarmte, hoe grutter de temperatuerferoaring. Der kin konkludearre wurde dat de hoemannichte waarmte (Q) evenredich is mei de temperatuerferoaring fan it objekt.
Q α ΔT —– Ferliking 1
De relaasje tusken waarmte (Q) en massa fan objekten (m)
De hoemannichte waarmte (Q) is evenredich mei de feroaring yn temperatuer fan it objekt. Hoe mear wetter, hoe mear waarmte nedich is om de temperatuer fan it wetter te ferheegjen.
Q α m —– Ferliking 2
De relaasje tusken waarmte (Q) en type objekt (c)
De waarmte dy't nedich is om de temperatuer fan in objekt te ferheegjen is evenredich mei it type objekt.
Q α c —– Ferliking 3
De trije fergelikingen hjirboppe wurde byinoar set yn in fergeliking:
Q α mc ΔT
Q = mc ΔT
Dit is de fergeliking fan waarmte.
Beskriuwing: Q = waarmte (Joule), m = massa fan objekt (kg), c = spesifike waarmte (J / kg C o of K)
