Useimmat ihmiset käyttävät sanaa lämpö kuvaamaan jotain, joka tuntuu lämpimältä, mutta tieteessä termodynaamiset yhtälöt, erityisesti lämpö, määritellään energian virtaukseksi kahden järjestelmän välillä kineettinen energia. Tämä voi tapahtua siirtämällä energiaa lämpimältä esineeltä viileämmälle esineelle. Yksinkertaisemmin sanottuna lämpöenergia, jota kutsutaan myös lämpöenergiaksi tai yksinkertaisesti lämmöksi, siirtyy paikasta toiseen toisiinsa pomppivien hiukkasten avulla. Kaikki aine sisältää lämpöenergiaa, ja mitä enemmän lämpöenergiaa on läsnä, sitä kuumempi esine tai alue on.
Lämpö vs. Lämpötila
Kuumuuden ja lämmön erottelu lämpötila on hieno, mutta erittäin tärkeä. Lämmöllä tarkoitetaan energian siirtoa järjestelmien (tai kappaleiden) välillä, kun taas lämpötilan määrää energia, joka sisältyy yksittäisessä järjestelmässä (tai rungossa). Toisin sanoen lämpö on energiaa, kun taas lämpötila on energian mitta. Lämmön lisääminen lisää kehon lämpötilaa, kun taas lämmön poistaminen alentaa lämpötilaa, joten lämpötilan muutokset johtuvat lämmön läsnäolosta tai päinvastoin lämmön puutteesta.
Voit mitata huoneen lämpötilan asettamalla huoneeseen lämpömittarin ja mittaamalla ympäröivän ilman lämpötilan. Voit lisätä lämpöä huoneeseen kytkemällä tilalämmitin päälle. Kun lämpöä lisätään huoneeseen, lämpötila nousee.
Hiukkasilla on enemmän energiaa korkeammissa lämpötiloissa, ja koska tämä energia siirtyy järjestelmästä toiseen, nopeasti liikkuvat hiukkaset törmäävät hitaammin liikkuviin hiukkasiin. Kun ne törmäävät, nopeampi hiukkanen siirtää osan energiasta hitaammalle hiukkaselle, ja prosessi jatkuu, kunnes kaikki hiukkaset toimivat samalla nopeudella. Tätä kutsutaan lämpötasapainoksi.
Lämpöyksiköt
SI-yksikkö lämpöä varten on energian muoto, jota kutsutaan jouleksi (J). Lämpö mitataan usein myös kalorimääränä (cal), joka määritellään "lämmön määräksi, joka tarvitaan yhden gramman vesilämpötilan nostamiseksi 14,5 asteesta 15,5 asteeseen. celsius"Lämpö mitataan joskus myös" brittiläisissä lämpöyksiköissä "tai Btu.
Allekirjoita yleissopimukset lämmön energian siirtoon
Fyysisissä yhtälöissä siirretyn lämmön määrä merkitään yleensä symbolilla Q. Lämmönsiirto voidaan ilmaista joko positiivisella tai negatiivisella numerolla. Ympäristöön vapautuva lämpö kirjoitetaan negatiivisena määränä (Q <0). Kun lämpö imeytyy ympäristöön, se kirjoitetaan positiivisena arvona (Q> 0).
Lämmönsiirtotavat
Lämpöä voidaan siirtää kolmella peruselimellä: konvektio, johtavuus ja säteily. Monet kodit lämmitetään konvektioprosessin kautta, joka siirtää lämpöenergiaa kaasujen tai nesteiden kautta. Kodissa hiukkaset saavat ilmaa kuumentuessaan lämpöenergiaa, joka mahdollistaa niiden liikkumisen nopeammin, lämmittäen viileämpiä hiukkasia. Koska kuuma ilma on vähemmän tiheää kuin kylmä ilma, se nousee. Kun viileämpi ilma putoaa, se voidaan vetää lämmitysjärjestelmiimme, mikä taas sallii nopeampien hiukkasten lämmittää ilmaa. Tätä pidetään pyöreänä ilmavirtauksena, ja sitä kutsutaan konvektiovirtaksi. Nämä virrat kiertävät ja lämmittävät kotejamme.
Johtamisprosessi on lämpöenergian siirto kiinteästä toiseen, pohjimmiltaan kaksi koskettavaa asiaa. Voimme nähdä esimerkin tästä, kun näemme ruoanlaiton liesilla. Kun asetamme viileän astian kuumaan polttimeen, lämpöenergia siirtyy polttimesta astiaan, joka puolestaan lämpenee.
Säteily on prosessi, jossa lämpö liikkuu paikoissa, joissa ei ole molekyylejä, ja on itse asiassa eräs sähkömagneettisen energian muoto. Mikä tahansa esine, jonka lämpö voi tuntua ilman suoraa yhteyttä, säteilee energiaa. Voit nähdä tämän auringon kuumuudessa, lämmön tunteen tullessa tulen, joka on usean metrin päässä, ja jopa tosiasia, että ihmisiä täynnä olevat huoneet ovat luonnollisesti lämpimämpiä kuin tyhjät huoneet, koska jokaisen ihmisen ruumis säteilee kuumenna.