Material: Definition av värme, värmeledningsförmåga, värmekapacitet
Har du någonsin druckit iste, iskaffe med mjölk, issirap etc.? När vi gör iste blandar vi vanligtvis varmt eller ljummet vatten i ett glas med isbitar. Varmt vatten eller ljummet vatten har en högre temperatur, medan isbitar har en lägre temperatur. Efter att ha berörts ett tag förvandlas blandningen av isbitar och varmt te till iste (blandningen av isbitar och varmt te har nått samma temperatur). Samma process sker när vi blandar varmt vatten med kallt vatten. Efter beröring förvandlas det varma vattnet och det kalla vattnet till varmt vatten (blandningen av varmt vatten och kallt vatten har nått samma temperatur). Varför kan dessa föremål nå samma temperatur efter beröring?
Definition av värme
När föremål med olika temperaturer kommer i kontakt med varandra sker värmeöverföring, ofta kallad värme, från föremålet med den högre temperaturen till föremålet med den lägre temperaturen. Denna värmeöverföring upphör när föremålen i kontakt når samma temperatur. Om vi till exempel blandar varmt vatten med kallt vatten, rör sig värme vanligtvis från det varma vattnet till det kalla vattnet. När vi placerar ett varmt strykjärn i kallt vatten, rör sig värme från det varmare strykjärnet till vattnet. Värmeflödet upphör när strykjärnet och vattnet når samma temperatur. När en läkare eller sjuksköterska fäster en termometer på din kropp, rör sig värme från din kropp till termometern. Denna värmeöverföring upphör när din kropp och termometern har nått samma temperatur. Om termometern som används är en kvicksilvertermometer, slutar kvicksilvrets yta att röra sig när din kropp och termometern når samma temperatur. Siffran som visas på kvicksilvrets yta är din kroppstemperatur vid den tidpunkten.
Naturligtvis rör sig värme från föremål med hög temperatur till föremål med låg temperatur. Värmeöverföring tenderar att utjämna temperaturen hos föremål i kontakt med varandra. På 18-talet misstänkte fysiker att värmeflödet var rörelsen av en vätska, en osynlig typ av vätska (vätskor är ämnen som kan flöda. Vätskor inkluderar vätskor och gaser. Vatten (en vätska) är en vätska eftersom den kan flöda. Luft är också en vätska eftersom den kan flöda). Denna vätska fick namnet kalori . Teorin om kalori används inte längre eftersom existensen av denna kalori inte kan bevisas baserat på experimentella resultat.
På 19-talet studerade en engelsk fysiker vid namn James Prescott Joule (1818-1889) hur man värmer vatten i en behållare med hjälp av ett omrörningshjul. Baserat på resultaten av sitt experiment gjorde Joule en jämförelse med vatten som värms upp av eld. När en låga och en behållare som innehåller vatten kommer i kontakt, rör sig värme från elden (hög temperatur) till vattnet (låg temperatur). Efter att ha gjort en jämförelse mellan ökningen av vattentemperaturen på grund av kontakt med elden och ökningen av vattentemperaturen på grund av det arbete som omröraren utför, drog Joule slutsatsen att värme är energi som rör sig från ett föremål med hög temperatur till ett föremål med låg temperatur. Värme är inte energi (värme är inte en specifik typ av energi, som kinetisk energi, potentiell energi, kemisk energi, etc.) . Värme är energi som rör sig på grund av temperaturskillnader . Så när värme flödar från ett föremål med hög temperatur till ett föremål med låg temperatur, rör sig energi faktiskt från föremålet med hög temperatur till föremålet med låg temperatur. Energiöverföringen upphör när föremålen i kontakt når samma temperatur eller termisk jämvikt.
Värmeledningsförmåga
Varför är de flesta köksredskap gjorda av aluminium? Anta att din vänstra hand håller ett strykjärn, din högra hand håller ett glas, och sedan berör strykjärnet och glaset en eld. Är det din vänstra eller högra hand som känner värmen snabbare? Dessa frågor, och kanske andra du kommer att ställa, är relaterade till ett föremåls värmeledningsförmåga. Ett föremåls värmeledningsförmåga är dess förmåga att överföra värme genom det. Föremål med hög värmeledningsförmåga (k) är goda värmeledare ( bra värmeledare). Omvänt är föremål med låg värmeledningsförmåga dåliga värmeledare (dåliga värmeledare).
Värmekapacitet
Värmekapacitet (C) är den mängd värme som krävs för att höja temperaturen på ett helt objekt med en grad. Formeln för värmekapacitet är:
C = mc
Information: C = värmekapacitet, m = objektets massa, c = objektets specifika värme .
