Концептуальна фізика, 11-е видання

Концептуальна фізика 11-е видання Розділ 15: ТЕМПЕРАТУРА, ТЕПЛО І РОЗШИРЕННЯ Температура Тепло Специфічна теплоємність Теплове розширення Теплове розширення води та льоду [iphone app image from https://itunes.apple.com/ca/app/cp24-torontos-breaking- новини/id427789138? mt = 8]

Температура Число, яке відповідає теплу чи холоду об'єкта Вимірюється термометром. Це властивість на частинку. Немає верхньої межі. Нижня межа називається "абсолютним нулем"

Температура Температура пропорційна середній поступальній кінетичній енергії на частинку речовини. Газ - як швидко частинки газу підстрибують туди-сюди Рідина - як швидко частинки ковзають і гойдаються одна над одною Тверді речовини - як швидко частинки рухаються, коли вони вібрують і хитаються на місці [анімований gif, завантажений 25 січня 2013 року з http: // www .deanza.edu/fakultet/mccauley/6a_site_images/Translational_motion-250.gif]

Температурний термометр Вимірює температуру шляхом розширення або стиснення рідини (ртуті або кольорового спирту) Зчитування відбувається, коли термометр та об'єкт досягають теплової рівноваги (мають однакову середню кінетичну енергію на частинку) Інфрачервоні термометри працюють за допомогою зондування ІЧ-випромінювання [зображення завантажено січ. 25 2013 від http://drrajivdesaimd.com/date/2012/10/]

Температурні шкали Цельсія за Фаренгейтом Кельвіна 0 ° C для температури замерзання води 100 ° C для точки кипіння води за Фаренгейтом 32 ° F для температури замерзання води 212 ° F для точки кипіння води Кельвін 273 K для точки замерзання води 373 K для кипіння точка води 0 при абсолютному нулі такого самого розміру градусів, як шкала Цельсія

Тепло - це форма енергії Потік внутрішньої енергії Тепло - це коли внутрішня енергія передається від однієї речі до іншої через різницю температур Тепло - це внутрішня енергія в дорозі Потік внутрішньої енергії Тепло надходить від високотемпературної речовини до низькотемпературної речовина до досягнення теплової рівноваги Тепло ніколи не перетікає без допомоги від низькотемпературної до високотемпературної речовини [зображення завантажено 25 січня 2013 року з http://summitjourneytowellness.blogspot.ca/2010/02/journey-to-wellness_5148.html ]

Кількість тепла, виміряне в джоулях або калоріях. Для зміни температури 1 граму води на 1 градус Цельсія потрібно 4,18 джоуля тепла. 4,18 джоуля = 1 калорія [фото Скотта Уоллеса, завантажено 25 січня 2013 року з http: // www. compadre.org/informal/index.cfm?Issue=11]

Кількість коефіцієнтів теплової енергії харчових продуктів та палива визначається на основі енергії, що виділяється при спалюванні. Одиниця енергії, калорійність, є загальною для продуктів харчування. кілокалорії або 1000 калорій, що називається калорією, необхідною для зміни температури 1 кг води на 1С

Питома теплоємність Визначається як кількість тепла, необхідна для зміни температури 1 кг речовини на 1 градус Цельсія Подібно тепловій інерції - стійкість речовини до зміни температури [зображення завантажено 25 січня 2013 року з http: // video .planetgreen.discovery.com/home-garden/hot-water-bottle-bed.html]

Питома теплоємність Різні речовини мають різну теплову здатність для зберігання енергії. Приклад: Для підвищення температури залізного горщика з водою до температури кипіння потрібно близько 2 хвилин. Для підвищення температури тієї ж кількості води в срібному посуді до температури кипіння потрібно менше 1 хвилини

Висока питома теплоємність води має вищу здатність зберігати енергію, ніж майже будь-яка інша речовина. передбачає різні способи поглинання енергії. збільшує рухливий рух молекул, що підвищує температуру, збільшує кількість внутрішньої вібрації або обертання всередині молекул, що стає потенційною енергією і не підвищує температуру, молекули води можуть поглинати енергію без збільшення поступальної кінетичної енергії

Специфічне тепло впливає на клімат Земля має меншу питому теплоємність, ніж вода. Для європейців течія Атлантичного океану несе теплу воду на північний схід від регіонів Карибського басейну і зберігає значну частину своєї внутрішньої енергії досить довго, щоб дійти до Північної Атлантики.

Теплове розширення Через підвищення температури речовини молекули швидше змиваються і віддаляються один від одного. Більшість речовин розширюються при нагріванні і стискаються при охолодженні. Залізничні колії, прокладені в зимові дні, розширюються і можуть пряжати спекотним літом. [зображення завантажено 25 січня 2013 р. з http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/jarlid.html] Нагрівання металевих кришок на скляних банках під гарячою водою послаблює кришку за рахунок більшого розширення кришки, ніж банку.

Теплове розширення відіграє важливу роль у будівництві та пристроях. Приклад: Використання арматурної сталі з такою ж швидкістю розширення, як і бетон - компенсаційні шви на мостах. Проміжки на бетонних дорогах і тротуарах дозволяють розширити бетон влітку і стиснутись взимку.

Теплове розширення Різні речовини розширюються з різною швидкістю. Приклад: Коли температура біметалічної смуги латуні та заліза підвищена, більша розширюється латунна смуга, яка згинається, щоб повернути покажчик, регулювати клапан або закрити вимикач. Біметалічні смуги використовуються в обігрівачах, термометрах духовки, холодильниках та електричних тостерах.

Теплове розширення: виняток з правила Розширення води до льоду Коли вода стає льодом, вона розширюється! Лід має кристали з відкритою структурою, що утворюються внаслідок міцних зв’язків під певними кутами, що збільшують його об’єм. Це робить лід менш щільним, ніж вода.

Теплове розширення води Коли лід замерзає і стає твердим льодом, його об’єм надзвичайно збільшується. У міру подальшого охолодження твердого льоду він стискається. Щільність льоду при будь-якій температурі набагато нижча, ніж щільність води, саме тому лід завжди плаває на воді.