Anyag: A hő, hővezető képesség, hőkapacitás meghatározása
Ittál már jeges teát, jeges tejet, jeges szirupot stb.? Nos, jeges tea készítésekor általában forró vagy meleg vizet keverünk össze egy pohárban jégkockákkal. A forró vagy meleg víz hőmérséklete magasabb, míg a jégkockáké alacsonyabb. Egy ideig tartó érintés után a jégkockák és a forró tea keveréke jeges teává alakul (a jégkockák és a meleg tea keveréke elérte az azonos hőmérsékletet). Ugyanez a folyamat játszódik le, amikor forró vizet hideg vízzel keverünk össze. Érintés után a forró és a hideg víz meleg vízzé alakul (a forró és a hideg víz keveréke elérte az azonos hőmérsékletet). Miért érhetik el ezek a tárgyak azonos hőmérsékletet érintés után?
A hő meghatározása
Amikor különböző hőmérsékletű tárgyak érintkeznek egymással, hőátadás történik, amit gyakran hőnek is nevezünk, a magasabb hőmérsékletű tárgyról az alacsonyabb hőmérsékletű tárgyra. Ez a hőátadás megszűnik, amint az érintkező tárgyak elérik azonos hőmérsékletet. Például, ha forró vizet hideg vízzel keverünk össze, a hő általában a forró vízből a hideg vízbe kerül. Amikor egy forró vasalót hideg vízbe teszünk, a hő a forróbb vasalóból a vízbe kerül. A hőáramlás megszűnik, amint a vasaló és a víz eléri az azonos hőmérsékletet. Amikor egy orvos vagy ápoló hőmérőt helyez a testünkre, hő áramlik a testünkből a hőmérőbe. Ez a hőátadás megszűnik, amint a testünk és a hőmérőnk eléri az azonos hőmérsékletet. Ha a használt hőmérő higanyos hőmérő, akkor amikor a testünk és a hőmérőnk eléri az azonos hőmérsékletet, a higany felülete megáll. A higany felületén látható szám az adott időpontban mért testhőmérsékletünk.
Természetes módon a hő természetes úton mozog a magas hőmérsékletű tárgyakról az alacsonyabb hőmérsékletű tárgyakra. A hőátadás általában kiegyenlíti az egymással érintkező tárgyak hőmérsékletét. A 18. században a fizikusok azt gyanították, hogy a hőáramlás egy folyadék, egy láthatatlan folyadékfajta mozgása (a folyadékok olyan anyagok, amelyek áramolni tudnak. A folyadékok közé tartoznak a folyadékok és a gázok. A víz (egy folyadék) folyadék, mert áramolhat. A levegő is folyadék, mert áramolhat). Ezt a folyadékot kalorikusnak nevezték el . A kalorikus elméletét ma már nem használják , mert a kísérleti eredmények alapján ennek a kalorikusnak a létezése nem bizonyítható.
A 19. században egy James Prescott Joule (1818-1889) nevű angol fizikus azt vizsgálta, hogyan lehet vizet melegíteni egy tartályban egy keverőkerék segítségével. Kísérlete eredményei alapján Joule összehasonlítást végzett a tűzzel melegített vízzel. Amikor egy láng és egy vizet tartalmazó edény érintkezik, a hő a tűzből (magas hőmérséklet) a vízbe (alacsony hőmérséklet) kerül. Miután összehasonlította a tűzzel való érintkezés miatti vízhőmérséklet-emelkedést a keverő által végzett munka miatti vízhőmérséklet-emelkedéssel, Joule arra a következtetésre jutott, hogy a hő olyan energia, amely egy magas hőmérsékletű tárgyról egy alacsony hőmérsékletű tárgyra áramlik. A hő nem energia (a hő nem egy meghatározott energiafajta, mint a mozgási energia, a helyzeti energia, a kémiai energia stb.) . A hő olyan energia , amely a hőmérsékletkülönbségek miatt mozog . Tehát amikor a hő egy magas hőmérsékletű tárgyról egy alacsony hőmérsékletű tárgyra áramlik, az energia valójában a magas hőmérsékletű tárgyról az alacsony hőmérsékletű tárgyra áramlik. Az energiaátadás leáll, amint az érintkező tárgyak elérik azonos hőmérsékletet vagy termikus egyensúlyt.
Hővezető képesség
Miért készül a legtöbb edény alumíniumból? Tegyük fel, hogy a bal kezedben vasalót, a jobb kezedben poharat tartasz, majd a vasalót és az üveget hozzáérinted a tűzhöz. A bal vagy a jobb kezed érzi gyorsabban a hőt? Ezek a kérdések, és talán mások is, amelyeket fel fogsz tenni, egy tárgy hővezető képességére vonatkoznak. Egy tárgy hővezető képessége a tárgy azon képessége, hogy hőt adjon át rajta. A magas hővezető képességű (k) tárgyak jó hővezetők ( jó hővezetők). Ezzel szemben az alacsony hővezető képességű tárgyak rossz hővezetők (rossz hővezetők).
Hőkapacitás
A hőkapacitás (C) az a hőmennyiség, amely egy teljes tárgy hőmérsékletének egy fokkal történő emeléséhez szükséges . A hőkapacitás képlete:
C = mc
Információ: C = hőkapacitás, m = a tárgy tömege, c = a tárgy fajhője .
