熱の定義、熱伝導率、熱容量

材料:熱の定義、熱伝導率、熱容量

アイスティー、アイスミルク、アイスシロップなどを飲んだことがありますか?アイスティーを作るときは、通常、グラスに氷を入れ、お湯かぬるま湯を混ぜます。お湯やぬるま湯は温度が高く、氷は温度が低くなっています。しばらく触れると、氷とお湯の混合物はアイスティーになります(氷とぬるま湯の混合物が同じ温度に達した)。お湯と冷水を混ぜる場合も同じプロセスが起こります。触れると、お湯と冷水はぬるま湯になります(お湯と冷水の混合物が同じ温度に達した)。なぜこれらの物体は触れると同じ温度になるのでしょうか?

熱の定義

温度の異なる物体が接触すると、熱伝達(熱と呼ばれる)が、温度の高い物体から温度の低い物体へと起こります。接触している物体の温度が同じになると、この熱伝達は止まります。例えば、お湯と冷水を混ぜると、通常は熱がお湯から冷水へと移動します。熱いアイロンを冷水に入れると、熱は熱いアイロンから水へと移動します。アイロンと水の温度が同じになると、熱の流れは止まります。医師や看護師が体温計を体に当てると、熱が体から体温計へと移動します。体温計と体温計の温度が同じになると、この熱伝達は止まります。使用する体温計が水銀体温計の場合、体温と体温計の温度が同じになると、水銀の表面の動きが止まります。水銀の表面に表示される数字が、その時の体温です。

当然のことながら、熱は高温の物体から低温の物体へと移動します。熱伝達は、互いに接触している物体の温度を均一化する傾向があります。18世紀、物理学者たちは、熱の流れは流体、つまり目に見えない種類の流体(流体とは流動する物質のことです。流体には液体と気体が含まれます。水(液体)は流動するので流体です。空気も流動するので流体です)の動きであると推測しました。この流体はカロリックと呼ばれました。カロリック理論は、実験結果に基づくと、このカロリックの存在を証明できないため、現在では使用されていません。

19世紀、イギリスの物理学者ジェームズ・プレスコット・ジュール(1818-1889)は、撹拌機を使って容器内の水を加熱する方法を研究しました。実験結果に基づき、ジュールは火で加熱した水と比較しました。炎と水を入れた容器が接触すると、熱は火(高温)から水(低温)へと移動します。火との接触による水温の上昇と、撹拌機による仕事による水温の上昇を比較した後、ジュールは、熱は高温の物体から低温の物体へと移動するエネルギーであると結論付けました。熱はエネルギーではありません(熱は、運動エネルギー、位置エネルギー、化学エネルギーなどの特定の種類のエネルギーではありません)。熱は温度差によって移動するエネルギーです。したがって、熱が高温の物体から低温の物体へと流れるとき、実際にはエネルギーが高温の物体から低温の物体へと移動しているのです。接触している物体が同じ温度、つまり熱平衡状態に達すると、エネルギーの伝達は停止する。

熱伝導率

なぜほとんどの調理器具はアルミニウム製なのでしょうか?左手に金属片、右手にガラス片を持ち、それらを炎に近づけたとします。左手と右手、どちらが先に熱を感じるでしょうか?これらの疑問、そしておそらく他にも疑問に思うことがあるかもしれませんが、これらはすべて物体の熱伝導率に関係しています。物体の熱伝導率とは、物体が熱を… 熱を伝達する 物体を通して。熱伝導率(k)が大きい物体は導体である。 熱 yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas termal kecil merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal yang buruk).

熱伝導率熱容量

熱容量(C)とは、物体全体の温度を1度上昇させるのに必要な熱量のことです。熱容量の公式は次のとおりです。

C = mc

Keterangan : C = kapasitas kalor, m = massa benda, c = 比熱 バンド。