Materiale: Definisjon av varme, varmeledningsevne, varmekapasitet
Har du noen gang drukket iste, ismelk, issirup osv.? Vel, når vi lager iste, blander vi vanligvis varmt vann i et glass med isbiter. Varmt vann eller lunkent vann har en høyere temperatur, mens isbiter har en lavere temperatur. Etter berøring en stund blir blandingen av isbiter og varm te til iste (blandingen av isbiter og varm te har nådd samme temperatur). Den samme prosessen skjer når vi blander varmt vann med kaldt vann. Etter berøring blir det varme vannet og det kalde vannet til varmt vann (blandingen av varmt vann og kaldt vann har nådd samme temperatur). Hvorfor kan disse objektene nå samme temperatur etter berøring?
Definisjon av varme
Når objekter med ulik temperatur kommer i kontakt med hverandre, skjer det varmeoverføring, ofte kalt varme, fra objektet med høyest temperatur til objektet med lavere temperatur. Denne varmeoverføringen stopper når objektene i kontakt når samme temperatur. Hvis vi for eksempel blander varmt vann med kaldt vann, beveger varme seg vanligvis fra det varme vannet til det kalde vannet. Når vi legger et varmt strykejern i kaldt vann, beveger varme seg fra det varmere strykejernet til vannet. Varmestrømmen stopper når strykejernet og vannet når samme temperatur. Når en lege eller sykepleier fester et termometer til kroppen din, beveger varme seg fra kroppen din til termometeret. Denne varmeoverføringen stopper når kroppen din og termometeret har nådd samme temperatur. Hvis termometeret som brukes er et kvikksølvtermometer, slutter overflaten av kvikksølv å bevege seg når kroppen din og termometeret når samme temperatur. Tallet som vises på overflaten av kvikksølvet er kroppstemperaturen din på det tidspunktet.
Naturligvis beveger varme seg fra objekter med høy temperatur til objekter med lav temperatur. Varmeoverføring har en tendens til å utjevne temperaturene til objekter som er i kontakt med hverandre. På 18-tallet mistenkte fysikere at varmestrømmen var bevegelsen av en væske, en usynlig type væske (væsker er stoffer som kan strømme. Væsker inkluderer væsker og gasser. Vann (en væske) er en væske fordi den kan strømme. Luft er også en væske fordi den kan strømme). Denne væsken ble kalt kalorisk . Teorien om kalorisk brukes ikke lenger fordi eksistensen av denne kalorisk teori ikke kan bevises basert på eksperimentelle resultater.
På 19-tallet studerte en engelsk fysiker ved navn James Prescott Joule (1818-1889) hvordan man varmer opp vann i en beholder ved hjelp av et rørehjul. Basert på resultatene fra eksperimentet sitt, gjorde Joule en sammenligning med vann varmet opp av ild. Når en flamme og en beholder som inneholder vann kommer i kontakt, beveger varme seg fra ilden (høy temperatur) til vannet (lav temperatur). Etter å ha sammenlignet økningen i vanntemperaturen på grunn av kontakt med ilden og økningen i vanntemperaturen på grunn av arbeidet som utføres av røreverket, konkluderte Joule med at varme er energi som beveger seg fra et objekt med høy temperatur til et objekt med lav temperatur. Varme er ikke energi (varme er ikke en spesifikk type energi, som kinetisk energi, potensiell energi, kjemisk energi osv.) . Varme er energi som beveger seg på grunn av temperaturforskjeller . Så når varme strømmer fra et objekt med høy temperatur til et objekt med lav temperatur, beveger energi seg faktisk fra objektet med høy temperatur til objektet med lav temperatur. Energioverføringen stopper når objektene i kontakt når samme temperatur eller termisk likevekt.
Termisk ledningsevne
Hvorfor er de fleste kokekar laget av aluminium? La oss si at venstre hånd holder et strykejern, høyre hånd holder et glass, og så blir strykejernet og glasset berørt av en ild. Er venstre eller høyre hånd varmere? Disse spørsmålene, og kanskje andre du stiller deg, er relatert til en gjenstands varmeledningsevne. En gjenstands varmeledningsevne er en gjenstands evne til å overføre varme gjennom den. Gjenstander med høy varmeledningsevne (k) er gode varmeledere ( gode varmeledere). Omvendt er gjenstander med lav varmeledningsevne dårlige varmeledere (dårlige varmeledere).
Varmekapasitet
Varmekapasitet (C) er mengden varme som kreves for å øke temperaturen til et helt objekt med én grad. Formelen for varmekapasitet er:
C = mc
Informasjon: C = varmekapasitet, m = objektets masse, c = objektets spesifikke varme .
