Θερμότητα

Επιστήμη της θερμότητας


Η θερμότητα είναι η μεταφορά ενέργειας από το ένα αντικείμενο στο άλλο λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας. Η θερμότητα μπορεί να μετρηθεί σε joules, BTUs (βρετανική θερμική μονάδα) ή θερμίδες.

Η θερμότητα και η θερμοκρασία σχετίζονται στενά, αλλά δεν είναι το ίδιο πράγμα. Η θερμοκρασία ενός αντικειμένου καθορίζεται από το πόσο γρήγορα κινούνται τα μόρια του. Όσο πιο γρήγορα κινούνται τα μόρια τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία. Λέμε ότι τα αντικείμενα που έχουν υψηλή θερμοκρασία είναι ζεστά και αντικείμενα με χαμηλή θερμοκρασία είναι κρύα.

Μεταφορά θερμότητας

Όταν δύο είδη συνδυάζονται ή αγγίζουν το ένα το άλλο, τα μόριά τους θα μεταφέρουν ενέργεια που ονομάζεται θερμότητα. Θα προσπαθήσουν να φτάσουν σε ένα σημείο όπου και οι δύο έχουν την ίδια θερμοκρασία. Αυτό ονομάζεται ισορροπία. Η θερμότητα θα ρέει από το θερμότερο αντικείμενο στο ψυχρότερο. Τα μόρια στο θερμότερο αντικείμενο θα επιβραδυνθούν και τα μόρια στο ψυχρότερο αντικείμενο θα επιταχυνθούν. Τελικά θα φτάσουν στο σημείο που έχουν την ίδια θερμοκρασία.

Αυτό συμβαίνει συνεχώς γύρω σας. Για παράδειγμα, όταν παίρνετε ένα παγάκι και το βάζετε σε μια ζεστή σόδα. Ο παγάκι θα ζεσταθεί και θα λιώσει, ενώ η σόδα θα κρυώσει.

Αναπτύξτε τα καυτά αντικείμενα

Όταν κάτι θερμαίνεται, θα επεκταθεί ή θα μεγαλώσει. Ταυτόχρονα, όταν κάτι πιο κρύο θα συρρικνωθεί. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για την κατασκευή Ερμής θερμόμετρα. Η γραμμή στο θερμόμετρο είναι στην πραγματικότητα υγρός υδράργυρος. Καθώς το υγρό ζεσταίνεται, θα διογκωθεί και θα αυξηθεί στο θερμόμετρο για να δείξει υψηλότερη θερμοκρασία. Είναι η επέκταση και η συστολή λόγω της θερμοκρασίας που επιτρέπει στο θερμόμετρο να λειτουργεί.

Αγωγιμότητα θερμότητας

Όταν η θερμότητα μεταφέρεται από ένα αντικείμενο σε άλλο, αυτό ονομάζεται αγωγιμότητα. Ορισμένα υλικά μεταφέρουν θερμότητα καλύτερα από άλλα. Το μέταλλο, για παράδειγμα, είναι ένας καλός αγωγός θερμότητας. Χρησιμοποιούμε μέταλλο σε γλάστρες και ταψιά για να μαγειρέψουμε γιατί θα μεταφέρει τη θερμότητα από τη φλόγα στο φαγητό μας γρήγορα. Το πανί, σαν κουβέρτα, δεν είναι καλός αγωγός θερμότητας. Επειδή δεν είναι καλός αγωγός, μια κουβέρτα λειτουργεί καλά για να μας κρατήσει ζεστούς τη νύχτα, καθώς δεν θα μεταφέρει τη θερμότητα από το σώμα μας στον κρύο αέρα.

Θέμα που αλλάζει κατάσταση

Η θερμότητα επηρεάζει την κατάσταση της ύλης. Το θέμα μπορεί να αλλάξει κατάσταση με βάση τη θερμότητα ή τη θερμοκρασία. Υπάρχουν τρεις καταστάσεις που μπορεί να πάρει η ύλη ανάλογα με τη θερμοκρασία της: στερεό, υγρό και αέριο. Για παράδειγμα, εάν το νερό είναι κρύο και τα μόρια του κινούνται πολύ αργά, θα είναι ένα στερεό (πάγος). Εάν ζεσταθεί λίγο, ο πάγος θα λιώσει και το νερό θα γίνει υγρό. Εάν προσθέσετε πολλή θερμότητα στο νερό, τα μόρια θα κινηθούν πολύ γρήγορα και θα γίνει αέριο (ατμός).