Тепло и температура

 

Температура это величина, которая измеряет количество тепла у какого-либо тела.

Из-за существующей разницы температур энергия тепла может передаваться от одного тела к другому.

Способы передачи тепла: конвекция, излучение, теплопроводность. Тепловое излучение Солнца даёт возможность существованию жизни на нашей планете.

Тепловая энергия.

Тепло является одной из форм энергии и при поглощении тепла теплом, увеличивается его внутренняя энергия.

Внутренняя энергия - это сложение кинетической и потенциальной энергий частиц, которые заключены в теле.

Энергией движения частиц тела называется кинетической. Потенциальной же энергией называется действующая между частицами сила.

При нагревании тело расширяется и кинетическая энергия его частиц вырастает.

Передача тепловой энергии от тёплых тел к холодным происходит до тех пор, пока их температуры не сравняются. При потере телом тепла, уменьшается и его внутренняя энергия. Соответственно снижается и температура жидкости.

   

Единицей измерения любого вида энергии является джоуль (Дж). Она названа так по имени английского учёного Джеймса Джоуля (1818 - 1889). Он проводил много опытов и сумел доказать, что тепло является одним из видов энергии. Также он изобрёл прибор для измерения количества потенциальной энергии падающего тела движущейся воды. Груз падал и вращал лопасти внутри сосуда, а они, в свою очередь, приводили в движение воду внутри сосуда и она нагревалась. Для нагревания 1 кг на 1 градус необходимо 4200 Дж.

Температура.

Температура рассказывает нам о том, насколько горячим является тело.

Два одинаковых по массе и температуре тела, но из разного вещества, нагреются по-разному, если им передать одинаковое количество энергии.

Это говорит о том, что разные тела обладают разной удельной теплоёмкостью. К примеру, одинаковое количество масла и воды нагревается по-разному.

 

   

Температуру измеряют в градусах Цельсия (°C) или Фаренгейта (°F), либо по абсолютной шкале (шкале Кельвина). На шкале Цельсия точка таяния льда принята за 0°, точка кипения воды — за 100°. Градус Цельсия — одна сотая разности этих двух температур.

Температура таяния льда по Фаренгейту составляет 32°, а вода кипит при 212°. Разность температур — 180°. Температуру по абсолютной шкале (шкале Кельвина) считают от точки абсолютного нуля — минус 273° Цельсия.  Ниже этой температуры в природе не бывает. У тела, имеющего нулевую температуру, невозможно отобрать энергию. Один градус Кельвина (К) равен одному градусу Цельсия(C).

Термометр.

Для измерения температуры измеряют с помощью термометра. В некоторых термометрах жидкость расширяется при нагревании, в других изменяется электрическое сопротивление проволоки, когда меняется температура.

В стеклянных термометрах применяют ртуть, а для измерения очень низких температур - спирт.

Конвекция.

В жидкостях и газах тепло в основном распространяется путём конвекции.

При нагреве жидкости, ближайшие к источнику тепла слои расширяются и становятся менее плотными. Таким образом, более тёплые потоки поднимаются вверх и называются конвекционные, а более холодные и плотные - опускаются к источнику тепла. 

Конвекционные потоки поддерживают холод в холодильнике за счёт движения тёплых потоков вверх, а холодных - вниз.

По такому же принципу образуются ветры на нашей планете. Солнце нагревает воздух у экватора и тот поднимается вверх, а на его место с полюсов подтягивается холодный воздух. Образуется ветер. Конвекционные потоки также держат в полёте птиц, парящих в воздухе. Также они влияют на пыль, что выбрасывают действующие вулканы. Например, пыль из вулкана Сент Хелен в 1980 г. влияла на климат планеты нескольких лет.

Теплопроводность.

Энергия частиц в твёрдых телах расположенная ближе к источнику тепла растет, и частицы начинают колебаться и передают часть энергии другим частицам. Так распространяется тепло внутри тела. Металлы хорошо проводят тепло, а вот дерево и пластмасса хуже, поэтому из них делают ручки у посуды. Подобные плохо проводящие тепло вещества называются теплоизоляторами из-за содержащегося в них воздуха. Воздух сам по себе отличный теплоизолятор. Шерсть, пенопласт тоже хорошие теплоизоляторы из-за воздуха, что в них содержится. Кстати жир и перья у птиц помогают им сохранять тепло.

Излучение.

Тепловое излучение распространяет инфракрасные волны.

Оно не связано с движением частиц вещества, в является одним из видов электромагнитных волн.

Излучение может переноситься в вакууме.

Излучение Солнца двигается со скоростью 300 млн. метров в секунду.

Примерно за 8 минут оно достигает Земли.

Предметы с темной поверхностью поглощают тепло, а со светлой  - отражают и поэтому хуже нагреваются.

На полюсах Земли, где лежит постоянно снег, в атмосферу отражается до 90% солнечного тепла.

Поэтому там всегда холодно.

Термосы.


Все вы знакомы с термосом.

Это такое приспособление, которое способно сохранять долгое время температуру жидкости.

Он представляет собой два стеклянных сосуда, вставленных друг в друга.

Между ними вакуум и поэтому передача тепла путём конвекции там невозможна.

А яркие стенки сосудов сводят к нулю передачу энергии излучения.

Тепловое расширение.

Вы знаете, что все вещества, нагреваясь, расширяются. Частицы в них начинают колебаться интенсивнее и расталкивать друг друга. Жидкости и газы расширяются значительно быстрее, чем твёрдые тела из-за того, что их молекулы имеют большее количество энергии и им проще разорвать связь друг с другом. Твердые тела расширяются по-разному. Это свойство хорошо используется в термостатах. Это такие устройства, которые включаются и выключаются при изменении температуры. Основой для работы термостата является биметаллическая лента.

 СОВМЕСТИТЕ ПОЛЕЗНОЕ С ПРИЯТНЫМ!

Этот эксперимент позволяет увидеть потоки воздуха, поднимающиеся от твоего тела. 

Скачай модель пропеллера, распечатай его и вырежи.

Затем укрепи ее на кончике карандаша.  

Конвекционный поток теплохо воздуха раскрутит пропеллер.

Если у тебя замерзли руки, сначала потри их друг о друга. 

***

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Back to top