Material: Definiția căldurii, conductivității termice, capacității termice
Ați băut vreodată ceai cu gheață, lapte cu gheață, sirop cu gheață etc.? Ei bine, atunci când preparăm ceai cu gheață, de obicei amestecăm apă fierbinte sau călduță într-un pahar cu cuburi de gheață. Apa fierbinte sau călduță are o temperatură mai ridicată, în timp ce cuburile de gheață au o temperatură mai scăzută. După o atingere scurtă, amestecul de cuburi de gheață și ceai fierbinte se transformă în ceai cu gheață (amestecul de cuburi de gheață și ceai cald a atins aceeași temperatură). Același proces are loc atunci când amestecăm apă fierbinte cu apă rece. După atingere, apa fierbinte și apa rece se transformă în apă caldă (amestecul de apă fierbinte și apă rece a atins aceeași temperatură). De ce pot aceste obiecte să atingă aceeași temperatură după ce se ating?
Definiția căldurii
Când obiectele au diferențe suhu Când două obiecte se ating, are loc un transfer de căldură, adesea numit căldură, de la obiectul cu temperatura mai mare la obiectul cu temperatura mai mică. Acest transfer de căldură se oprește odată ce obiectele în contact ating aceeași temperatură. De exemplu, dacă amestecăm apă fierbinte cu apă rece, căldura se deplasează de obicei de la apa fierbinte la apa rece. Când punem un fier de călcat încins în apă rece, căldura se deplasează de la fierul de călcat mai fierbinte la apă. Fluxul de căldură se oprește odată ce fierul de călcat și apa ating aceeași temperatură. Când un medic sau o asistentă medicală atașează un termometru la corpul dumneavoastră, căldura se deplasează de la corp la termometru. Acest transfer de căldură se oprește odată ce corpul și termometrul au atins aceeași temperatură. Dacă termometrul utilizat este un termometru cu mercur, atunci când corpul și termometrul ating aceeași temperatură, suprafața mercurului se oprește din mișcare. Numărul afișat pe suprafața mercurului reprezintă temperatura corpului dumneavoastră la momentul respectiv.
În mod natural, căldura se deplasează de la obiectele cu temperaturi ridicate la obiectele cu temperaturi scăzute. Transfer de căldură tinde să egalizeze temperatura obiectelor aflate în contact unele cu altele. În secolul al XVIII-lea, fizicienii bănuiau că fluxul de căldură era mișcarea unui fluid, un tip invizibil de fluid (fluidele sunt substanțe care pot curge. Fluidele includ lichide și gaze. Apa (un lichid) este un fluid deoarece poate curge. Aerul este, de asemenea, un fluid deoarece poate curge). Acest fluid se numește caloric. Teorii despre caloric nu mai este utilizat deoarece, pe baza rezultatelor experimentului, existența caloric acest lucru nu poate fi dovedit.
În secolul al XIX-lea, un fizician englez pe nume James Prescott Joule (1818–1889) a studiat cum se încălzește apa într-un recipient folosind o roată de amestecare. Pe baza rezultatelor experimentelor sale, Joule a făcut o comparație cu apa încălzită de foc. Când o flacără și un recipient care conține apă intră în contact, căldura se transferă de la flacără (temperatură ridicată) la apă (temperatură scăzută). După ce a făcut o comparație între creșterea temperaturii apei datorată contactului cu focul și creșterea temperaturii apei datorată lucrului mecanic efectuat de roata de amestecare, Joule a concluzionat că energia termică este energia care se deplasează de la obiectele aflate la temperaturi ridicate la obiectele aflate la temperaturi scăzute. Kcăldura nu este energie (căldura nu este un tip specific de energie, precum energia cinetică, energia potențială, energia chimică etc.). Kasa de este transfer de energie din cauza diferențelor de temperaturăAșadar, atunci când căldura trece de la un obiect cu temperatură ridicată la un obiect cu temperatură scăzută, energia este de fapt transferată de la obiectul cu temperatură ridicată la obiectul cu temperatură scăzută. Transferul de energie se oprește odată ce obiectele aflate în contact ating aceeași temperatură sau echilibru termic.
Conductivitate termică
De ce sunt fabricate majoritatea vaselor de gătit din aluminiu? Să presupunem că mâna stângă ține o bucată de metal, iar mâna dreaptă ține o bucată de sticlă, apoi atingi metalul și sticla de o flacără. Va simți mâna stângă sau dreaptă căldura mai repede? Aceste întrebări și poate altele pe care le-ați putea pune, se referă la conductivitatea termică a unui obiect. Conductivitatea termică a unui obiect este capacitatea sa de a... transfer de căldură prin obiect. Obiectele care au o conductivitate termică mare (k) sunt conductori caloric bun (bun conductor termic). Pe de altă parte, obiectele care au conductivitate termică Micul este un conductor slab de căldură (conductor termic prost).
Capacitate termică
Capacitatea calorică (C) este cantitatea caloric necesar pentru a crește suhu toate obiectele cu un grad. Formula pentru capacitatea termică:
C = mc²
Descriere: C = capacitate termică, m = masa obiectului, c = căldură specifică benda.
