Materiali: Përkufizimi i nxehtësisë, përçueshmëria termike, kapaciteti i nxehtësisë
A keni pirë ndonjëherë çaj të ftohtë, qumësht të ftohtë, shurup të ftohtë etj.? Epo, kur përgatisim çaj të ftohtë, zakonisht përziejmë ujë të nxehtë ose të ngrohtë në një gotë me kube akulli. Uji i nxehtë ose uji i ngrohtë ka një temperaturë më të lartë, ndërsa kubet e akullit kanë një temperaturë më të ulët. Pasi prekim për një kohë, përzierja e kubeve të akullit dhe çajit të nxehtë shndërrohet në çaj të ftohtë (përzierja e kubeve të akullit dhe çajit të ngrohtë ka arritur të njëjtën temperaturë). I njëjti proces ndodh kur përziejmë ujë të nxehtë me ujë të ftohtë. Pasi prekim, uji i nxehtë dhe uji i ftohtë shndërrohen në ujë të ngrohtë (përzierja e ujit të nxehtë dhe ujit të ftohtë ka arritur të njëjtën temperaturë). Pse këto objekte mund të arrijnë të njëjtën temperaturë pasi preken?
Përkufizimi i Nxehtësisë
Kur objekte me temperatura të ndryshme bien në kontakt me njëri-tjetrin, transferimi i nxehtësisë, i quajtur shpesh nxehtësi, ndodh nga objekti me temperaturë më të lartë tek objekti me temperaturë më të ulët. Ky transferim nxehtësie ndalet sapo objektet në kontakt arrijnë të njëjtën temperaturë. Për shembull, nëse përziejmë ujë të nxehtë me ujë të ftohtë, nxehtësia zakonisht lëviz nga uji i nxehtë në ujin e ftohtë. Kur vendosim një hekur të nxehtë në ujë të ftohtë, nxehtësia lëviz nga hekuri më i nxehtë në ujë. Rrjedha e nxehtësisë ndalet sapo hekuri dhe uji arrijnë të njëjtën temperaturë. Kur një mjek ose infermiere i bashkon një termometër trupit tuaj, nxehtësia lëviz nga trupi juaj tek termometri. Ky transferim nxehtësie ndalet sapo trupi juaj dhe termometri të kenë arritur të njëjtën temperaturë. Nëse termometri i përdorur është një termometër me zhivë, kur trupi juaj dhe termometri arrijnë të njëjtën temperaturë, sipërfaqja e zhivës ndalet së lëvizuri. Numri i treguar në sipërfaqen e zhivës është temperatura e trupit tuaj në atë kohë.
Natyrisht, nxehtësia lëviz natyrshëm nga objektet me një temperaturë të lartë në objektet me një temperaturë të ulët. Transferimi i nxehtësisë tenton të barazojë temperaturat e objekteve në kontakt me njëri-tjetrin. Në shekullin e 18-të, fizikantët dyshonin se rrjedha e nxehtësisë ishte lëvizja e një lëngu, një lloj lëngu i padukshëm (lëngjet janë substanca që mund të rrjedhin. Lëngjet përfshijnë lëngjet dhe gazrat. Uji (një lëng) është një lëng sepse mund të rrjedhë. Ajri është gjithashtu një lëng sepse mund të rrjedhë). Ky lëng u quajt kalorik . Teoria e kalorikitetit nuk përdoret më sepse bazuar në rezultatet eksperimentale, ekzistenca e këtij kalorikiteti nuk mund të provohet.
Në shekullin e 19-të, një fizikan anglez i quajtur James Prescott Joule (1818-1889) studioi se si të ngrohte ujin në një enë duke përdorur një rrotë përzierëse. Bazuar në rezultatet e eksperimentit të tij, Joule bëri një krahasim me ujin e ngrohur nga zjarri. Kur një flakë dhe një enë që përmbante ujë bien në kontakt, nxehtësia lëviz nga zjarri (temperaturë e lartë) në ujë (temperaturë e ulët). Pasi bëri një krahasim midis rritjes së temperaturës së ujit për shkak të kontaktit me zjarrin dhe rritjes së temperaturës së ujit për shkak të punës së bërë nga përzierësi, Joule arriti në përfundimin se nxehtësia është energji që lëviz nga një objekt me temperaturë të lartë në një objekt me temperaturë të ulët. Nxehtësia nuk është energji (nxehtësia nuk është një lloj specifik energjie, si energjia kinetike, energjia potenciale, energjia kimike, etj.) . Nxehtësia është energji që lëviz për shkak të ndryshimeve të temperaturës . Pra, kur nxehtësia rrjedh nga një objekt me temperaturë të lartë në një objekt me temperaturë të ulët, energjia në të vërtetë lëviz nga objekti me temperaturë të lartë në objektin me temperaturë të ulët. Transferimi i energjisë ndalet sapo objektet në kontakt arrijnë të njëjtën temperaturë ose ekuilibër termik.
Përçueshmëria termike
Pse shumica e enëve të gatimit janë prej alumini? Supozoni se dora juaj e majtë mban një hekur, dora juaj e djathtë mban një gotë dhe pastaj hekuri dhe qelqi preken nga një zjarr. A është dora juaj e majtë apo e djathtë ajo që e ndjen nxehtësinë më shpejt? Këto pyetje, dhe ndoshta të tjera që do të bëni, lidhen me përçueshmërinë termike të një objekti. Përçueshmëria termike e një objekti është aftësia e një objekti për të transferuar nxehtësinë përmes tij. Objektet me përçueshmëri të lartë termike (k) janë përçues të mirë të nxehtësisë (përçues të mirë termikë). Anasjelltas, objektet me përçueshmëri të ulët termike janë përçues të dobët të nxehtësisë (përçues të këqij termikë).
Kapaciteti i nxehtësisë
Kapaciteti i nxehtësisë (C) është sasia e nxehtësisë së nevojshme për të rritur temperaturën e një objekti të tërë me një gradë. Formula për kapacitetin e nxehtësisë është:
C = mc
Informacion: C = kapaciteti i nxehtësisë , m = masa e objektit, c = nxehtësia specifike e objektit.
