Materijal: Definicija topline, toplinska vodljivost, toplinski kapacitet
Jeste li ikada pili ledeni čaj, ledeno mlijeko, ledeni sirup itd.? Pa, kada pravimo ledeni čaj, obično miješamo vruću ili toplu vodu u čaši s kockicama leda. Vruća ili topla voda ima višu temperaturu, dok kockice leda imaju nižu temperaturu. Nakon što se neko vrijeme dodiruju, smjesa kockica leda i vrućeg čaja pretvara se u ledeni čaj (smjesa kockica leda i toplog čaja dostigla je istu temperaturu). Isti se proces događa kada miješamo vruću vodu s hladnom vodom. Nakon dodirivanja, vruća i hladna voda pretvaraju se u toplu vodu (smjesa vruće i hladne vode dostigla je istu temperaturu). Zašto ovi predmeti mogu postići istu temperaturu nakon dodirivanja?
Definicija topline
Kada objekti različitih temperatura dođu u kontakt jedan s drugim, dolazi do prijenosa topline, često nazvanog toplina, s objekta s višom temperaturom na objekt s nižom temperaturom. Ovaj prijenos topline prestaje kada objekti u kontaktu dosegnu istu temperaturu. Na primjer, ako pomiješamo vruću vodu s hladnom vodom, toplina se obično prenosi s vruće vode na hladnu vodu. Kada stavimo vruće glačalo u hladnu vodu, toplina se prenosi s toplijeg glačala na vodu. Protok topline prestaje kada glačalo i voda dosegnu istu temperaturu. Kada liječnik ili medicinska sestra pričvrsti termometar na vaše tijelo, toplina se prenosi s vašeg tijela na termometar. Ovaj prijenos topline prestaje kada vaše tijelo i termometar dosegnu istu temperaturu. Ako se koristi živin termometar, kada vaše tijelo i termometar dosegnu istu temperaturu, površina žive prestaje se pomicati. Broj prikazan na površini žive je vaša tjelesna temperatura u tom trenutku.
Prirodno, toplina se prirodno kreće s objekata s visokom temperaturom na objekte s niskom temperaturom. Prijenos topline teži izjednačavanju temperatura objekata u međusobnom kontaktu. U 18. stoljeću fizičari su sumnjali da je tok topline kretanje fluida, nevidljive vrste fluida (fluidi su tvari koje mogu teći. Fluidi uključuju tekućine i plinove. Voda (tekućina) je fluid jer može teći. Zrak je također fluid jer može teći). Ovaj fluid je nazvan kalorički . Teorija kalorije više se ne koristi jer se na temelju eksperimentalnih rezultata ne može dokazati postojanje ovog kalorije .
U 19. stoljeću, engleski fizičar James Prescott Joule (1818.-1889.) proučavao je kako zagrijavati vodu u posudi pomoću miješalice. Na temelju rezultata svog eksperimenta, Joule je napravio usporedbu s vodom zagrijanom vatrom. Kada plamen i posuda s vodom dođu u kontakt, toplina se prenosi s vatre (visoka temperatura) na vodu (niska temperatura). Nakon usporedbe između porasta temperature vode zbog kontakta s vatrom i porasta temperature vode zbog rada miješalice, Joule je zaključio da je toplina energija koja se prenosi s objekta visoke temperature na objekt niske temperature. Toplina nije energija (toplina nije specifična vrsta energije, poput kinetičke energije, potencijalne energije, kemijske energije itd.) . Toplina je energija koja se kreće zbog temperaturnih razlika . Dakle, kada toplina teče s objekta visoke temperature na objekt niske temperature, energija se zapravo kreće s objekta visoke temperature na objekt niske temperature. Prijenos energije prestaje kada objekti u kontaktu dosegnu istu temperaturu ili toplinsku ravnotežu.
Toplinska vodljivost
Zašto je većina posuđa izrađena od aluminija? Pretpostavimo da vaša lijeva ruka drži komad metala, a desna staklo, a zatim dodirnete metal i staklo plamenom. Hoće li vaša lijeva ili desna ruka brže osjetiti toplinu? Ova pitanja, a možda i druga koja biste mogli postaviti, odnose se na toplinsku vodljivost predmeta. Toplinska vodljivost predmeta je njegova sposobnost da... prijenos topline kroz objekt. Objekti koji imaju veliku toplinsku vodljivost (k) su vodiči toplina yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas termal kecil merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal yang buruk).
Toplinski kapacitet
Toplinski kapacitet (C) je količina topline potrebna za povišenje temperature cijelog objekta za jedan stupanj. Formula za toplinski kapacitet je:
C = mc
Keterangan : C = kapasitas kalor, m = massa benda, c = specifična toplina objekt.
