Articulus Definitio caloris Aequivalens mechanicum caloris Aequatio caloris
1. Definitio caloris
Si res quae differentias temperaturae habent inter se contingunt, translatio caloris ab rebus altae temperaturae ad res humilis temperaturae fiet. Translatio caloris cessat postquam res tangentes eandem temperaturam attingunt. Exempli gratia, si aquam calidam aqua frigida miscemus, calor plerumque ab aqua calida ad frigidam movetur. Cum ferrum calidum in aquam frigidam immittimus, calor a ferro ad aquam movetur. Calor fluere cessabit postquam ferrum et aqua eandem temperaturam attingunt. Cum nutrix thermometrum corpori tuo adfigit, calor a... movetur.
Corpus tuum ad thermometrum accedit. Translatio caloris cessat postquam corpus tuum et thermometrum eandem temperaturam attigerunt. Si thermometrum adhibitum est thermometrum mercuriale, cum corpus tuum et thermometrum eandem temperaturam attingunt, superficies mercurialis moveri desinit. Numerus in superficie mercurialis monstratus est temperatura corporis tui eo tempore.
Naturaliter, calor sponte a rebus altae temperaturae ad
Res temperaturae humilis. Translatio caloris tendit ad aequandam temperaturam rerum quae se tangunt. Saeculo XVIII, physici suspicabantur fluxum caloris esse motum fluidi, generis fluidi quod non erat visibilis (fluidum est substantia quae fluere potest. Fluidum includit materias liquidas et gasosas. Aqua (liquidum) fluidum includit quia fluere potest. Aer etiam fluidum includit quia fluere potest). Fluidum caloricum appellatur. Theoria caloriarum non amplius adhibetur quia, secundum eventus experimenti, existentia harum caloriarum probari non potest. Saeculo XIX, physicus Anglicus nomine Iacobus Prescott Joule (1818-1889) didicit quomodo aquam in vase calefacere rota agitatrice utens.
Experimenti eventibus fretus, Joule comparationem cum aqua calefacta, igne adhibito, fecit. Cum flamma et vas aquam continens in contactum veniunt, calor ab igne (temperatura alta) ad aquam (temperatura humilem) movetur. Postquam comparationes inter temperaturam aquae crescentem propter contactum cum igne et temperaturam aquae crescentem propter opus ab agitatore factum factas, Joule conclusit calorem esse energiam quae a re altae temperaturae ad re humilis temperaturae movetur. Calor non est energia (calor non est certus genus energiae, ut energia cinetica, energia potentialis, energia chemica, etc.). Calor est energia quae movetur propter differentias temperaturae. Ergo, cum calor a rebus altae temperaturae ad res humilis temperaturae fluit, energia a rebus altae temperaturae ad res humilis temperaturae movetur. Translatio energiae cessat postquam res tangentes eandem temperaturam attingunt.
2. Unitas caloris et aequivalens mechanicum caloris
Unitates caloris sunt calories (abbreviatae ut cal). Caloriae sunt quantitas caloris necessaria ad temperaturam unius grammi aquae uno gradu Celsius elevandam.o (praesertim, ab 14.5) oC ad 15.5 oC). Quantitas caloris necessaria pro diversis temperaturis aquae variat. Pro eadem quantitate caloris, augmentum temperaturae aquae 1°C.o tantum inter temperaturas 14.5 accidit oC ad 15.5 oC. Unitates caloris saepe adhibentur, praesertim ad declarandum valorem energiae cibi in kilocaloriis (kcal). 1 kcal = 1000 calories. Alia nomina ab 1 kcal = 1 Calorie (litterā K magna). Unitas calefactionis pro systemate Britannico est Btu (unitas thermalis Britannica). 1 Btu = quantitas caloris necessaria ad elevandam temperaturam 1 librae (0.45 kg) aquae per 1 Fo (Exactiter a 63 oF ad 64 oF).
Calor cum energia coniunctus est, itaque necessitudinem inter unitates caloris et unitates energiae scire debemus. Ex experimentis a Joule aliisque scientificis factis, constat opus 4.186 Joule uni caloriae caloris aequivalere.
1 caloria = 4.186 Joulia
1 kcal = 1000 calories = 4186 Joules
1 Btu = 778 pedes (0.24 km). lb = 252 calories = 1055 Joules.
(1 calorie = 4.186 Joule et 1 kcal = 4186, quod aequivalens mechanicum caloris appellatur)
3. Aequatio caloris
Si res quae differentias temperaturae habent inter se contingunt, naturaliter calor a rebus altae temperaturae ad res temperaturae humilis movetur. Translatio caloris cessat postquam ambae res in aequilibrio thermico sunt. Translatio caloris mutationes temperaturae rerum quae se tangunt efficit. Hac brevi explicatione sumpta, concludere potes calorem (Q) relationem habere cum re et mutationibus temperaturae (ΔT) rei, massa rei (m) et genere rei.
Relatio inter calorem (Q) et mutationem temperaturae (ΔT)
Quo plus caloris, eo maior mutatio temperaturae. Concludi potest quantitatem caloris (Q) proportionalem esse mutationi temperaturae obiecti.
Qα ΔT —– Comparatio 1
Relatio inter calorem (Q) et massam rerum (m)
Quantitas caloris (Q) proportionalis est mutationi temperaturae obiecti. Quo plus aquae, eo plus caloris requiritur ad temperaturam aquae augendam.
Q α m —– Comparatio 2
Relatio inter calorem (Q) et genus obiecti (c)
Calor requisitus ad temperaturam rei elevandam proportionalis est generi rei.
Qα c —– Comparatio 3
Tres comparationes supra in aequationem coniunguntur:
Qα mc ΔT
Q = mc ΔT
Haec est aequatio caloris.
Descriptio: Q = calor (Joule), m = massa obiecti (kg), c = calor specificus (J / kg C₂O vel K)
