Materjal: Definizzjoni tas-sħana, konduttività termali, kapaċità tas-sħana
Qatt xorbt tè bis-silġ, ħalib bis-silġ, ġulepp bis-silġ, eċċ.? Ukoll, meta nagħmlu tè bis-silġ, ġeneralment inħalltu ilma sħun jew fietel f'tazza ma' kubi tas-silġ. L-ilma sħun jew ilma fietel ikollu temperatura ogħla, filwaqt li l-kubi tas-silġ ikollhom temperatura aktar baxxa. Wara li jmissu għal ftit ħin, it-taħlita tal-kubi tas-silġ u t-te sħun tinbidel f'tè bis-silġ (it-taħlita tal-kubi tas-silġ u t-te sħun tkun laħqet l-istess temperatura). L-istess proċess iseħħ meta nħalltu ilma sħun ma' ilma kiesaħ. Wara li jmissu, l-ilma sħun u l-ilma kiesaħ jinbidlu f'ilma sħun (it-taħlita tal-ilma sħun u l-ilma kiesaħ tkun laħqet l-istess temperatura). Għaliex dawn l-oġġetti jistgħu jilħqu l-istess temperatura wara li jmissu?
Definizzjoni tas-Sħana
Meta oġġetti b'temperaturi differenti jiġu f'kuntatt ma' xulxin, it-trasferiment tas-sħana, ħafna drabi msejjaħ sħana, iseħħ mill-oġġett bl-ogħla temperatura għall-oġġett bit-temperatura aktar baxxa. Dan it-trasferiment tas-sħana jieqaf ladarba l-oġġetti f'kuntatt jilħqu l-istess temperatura. Pereżempju, jekk inħalltu ilma sħun ma' ilma kiesaħ, is-sħana ġeneralment tiċċaqlaq mill-ilma sħun għall-ilma kiesaħ. Meta npoġġu ħadid jaħraq f'ilma kiesaħ, is-sħana tiċċaqlaq mill-ħadid aktar jaħraq għall-ilma. Il-fluss tas-sħana jieqaf ladarba l-ħadid u l-ilma jilħqu l-istess temperatura. Meta tabib jew infermier iwaħħal termometru ma' ġismek, is-sħana tiċċaqlaq minn ġismek għat-termometru. Dan it-trasferiment tas-sħana jieqaf ladarba ġismek u t-termometru jkunu laħqu l-istess temperatura. Jekk it-termometru użat huwa termometru tal-merkurju, meta ġismek u t-termometru jilħqu l-istess temperatura, il-wiċċ tal-merkurju jieqaf jiċċaqlaq. In-numru muri fuq il-wiċċ tal-merkurju huwa t-temperatura ta' ġismek f'dak il-ħin.
Naturalment, is-sħana tiċċaqlaq b'mod naturali minn oġġetti b'temperatura għolja għal oġġetti b'temperatura baxxa. It-trasferiment tas-sħana għandu t-tendenza li jġib indaqs it-temperaturi tal-oġġetti f'kuntatt ma' xulxin. Fis-seklu 18, il-fiżiċi ssuspettaw li l-fluss tas-sħana kien il-moviment ta' fluwidu, tip inviżibbli ta' fluwidu (il-fluwidi huma sustanzi li jistgħu jiċċirkolaw. Il-fluwidi jinkludu likwidi u gassijiet. L-ilma (likwidu) huwa fluwidu għax jista' jiċċirkola. L-arja hija wkoll fluwidu għax tista' tiċċirkola). Dan il-fluwidu ssemma kaloriku . It-teorija kalorika m'għadhiex tintuża għax abbażi ta' riżultati sperimentali, l-eżistenza ta' dan il-kaloriku ma tistax tiġi ppruvata.
Fis-seklu 19, fiżiku Ingliż jismu James Prescott Joule (1818-1889) studja kif isaħħan l-ilma f'kontenitur bl-użu ta' rota tat-taħwid. Abbażi tar-riżultati tal-esperiment tiegħu, Joule għamel paragun mal-ilma msaħħan min-nar. Meta fjamma u kontenitur li fih l-ilma jiġu f'kuntatt, is-sħana tiċċaqlaq min-nar (temperatura għolja) għall-ilma (temperatura baxxa). Wara li għamel paragun bejn iż-żieda fit-temperatura tal-ilma minħabba l-kuntatt man-nar u ż-żieda fit-temperatura tal-ilma minħabba x-xogħol li jsir mill-ħawwad, Joule konkluda li s-sħana hija enerġija li tiċċaqlaq minn oġġett b'temperatura għolja għal oġġett b'temperatura baxxa. Is-sħana mhijiex enerġija (is-sħana mhijiex tip speċifiku ta' enerġija, bħall-enerġija kinetika, l-enerġija potenzjali, l-enerġija kimika, eċċ.) . Is-sħana hija enerġija li tiċċaqlaq minħabba d-differenzi fit-temperatura . Għalhekk, meta s-sħana tiċċirkola minn oġġett b'temperatura għolja għal oġġett b'temperatura baxxa, l-enerġija fil-fatt tkun qed tiċċaqlaq mill-oġġett b'temperatura għolja għall-oġġett b'temperatura baxxa. It-trasferiment tal-enerġija jieqaf ladarba l-oġġetti f'kuntatt jilħqu l-istess temperatura jew ekwilibriju termali.
Konduttività termali
Għaliex il-biċċa l-kbira tal-oġġetti tat-tisjir huma magħmula mill-aluminju? Ejja ngħidu li idek ix-xellugija żżomm ħadid, idek il-leminija żżomm tazza, u mbagħad il-ħadid u l-ħġieġ jintmessu man-nar. Idek ix-xellugija jew il-leminija hija aktar sħuna? Dawn il-mistoqsijiet, u forsi oħrajn li tista’ tistaqsi, huma relatati mal-konduttività termali ta’ oġġett. Il-konduttività termali ta’ oġġett hija l-abbiltà ta’ oġġett li jittrasferixxi s-sħana minn ġo fih. Oġġetti b’konduttività termali għolja (k) huma kondutturi tajbin tas-sħana (kondutturi termali tajbin). Bil-maqlub, oġġetti b’konduttività termali baxxa huma kondutturi ħżiena tas-sħana (kondutturi termali ħżiena).
Kapaċità tas-Sħana
Il-kapaċità tas-sħana (C) hija l-ammont ta' sħana meħtieġ biex tgħolli t-temperatura ta' oġġett sħiħ b'grad wieħed. Il-formula għall-kapaċità tas-sħana hija:
Ċ = mc
Informazzjoni: C = kapaċità tas-sħana, m = massa tal-oġġett, c = sħana speċifika tal-oġġett.
