A hő az az energia, amely a hőmérséklet különbsége miatt az egyik testből a másikba kerül.

egyik testből

Tudjuk, hogy az energia potenciálból kinetikussá vagy fordítva megy át; A mindennapi élet legtöbb problémájában azonban az energia egy része (néha az egész) eloszlik, vagyis olyan energiákká alakul át, amelyek nem használhatók fel.

Mozgó autó esetén az energiája az lenne kinetika. Az autó tömege és az elért sebesség szerint a kezdeti mozgási energia, $ E_c $, nagyon nagy lesz, de amikor teljesen fékeznek és teljesen leállnak, akkor a végsebessége nulla lesz, ezért a végső kinetikus energiája is nulla $ E_c = 0 $.

Annak megállapításához, hogy mi történt az egész mozgási energiával az elején, vegyük fontolóra, hogy a leállításhoz fékeket kell alkalmaznunk. Így az energia nagyon kis része zajokká alakul, de a többség hővé vagy hőenergiává alakul, és felmelegíti a fékbetéteket vagy tárcsákat.

Először James Prescott Joule angol fizikus végzett tesztet a mechanikus energia és a hő viszonyának mérésére, aki bizonyos mennyiségű vizet tett egy hőszigetelt tartályba, a víz belsejébe tett néhány kis lapátot és egy kötelet ismert súlyú tárgy. Amikor a tárgy leesett, a lapátok forogni kezdtek, és felkavarták a vizet a tartály belsejében.

Az akasztott tárgy az elején egy bizonyos magasságban volt, ezért tárolta a kiszámítható potenciális energiát. Esés közben az összes potenciális energia hőenergiává alakult, amely felmelegítette a vizet. Munkájához új mérési egységet hoztak létre, amely tiszteletére Joule nevet vette fel, és amely jelenleg nemcsak az energia, hanem a munka és a hő mérésére is szolgál.

James Joule megmérte azt a hőenergiát, amelyet a víz a pengék mozgásával nyert, és megállapította, hogy:

(1 kalória = 4,18 joule)

Ez az érték a hő mechanikai ekvivalenseként ismert, és egy kalóriának felel meg.

Kattintson, hogy nagyobb legyen

Az emberi testről szólva tudjuk, hogy a kalória energiaegység. Mivel az energia konzervált, a testnek meg kell szereznie valahonnan, hogy bármilyen tevékenységet végezhessen. A tested folyamatosan fogyaszt és fogyaszt energiát. Így a kalória kifejezés nagyon fontos az élelmiszerek címkéjén.

Az élelmiszerekben kémiai energia tárolódik, amely az atomok és a molekulák közötti kötésekből származik. Ezt az energiát olyan szénhidrátok, zsírok és fehérjék nyerik, amelyek az emésztés útján jutnak el a testébe; Akkor költenek, amikor a test különféle létfontosságú funkciókat lát el, például légzést, a szívverést és bizonyos hőmérsékleten tartást, valamint bármilyen tevékenységet, például futást, játékot, tanulást stb.

Nagyon fontos, hogy a tested annyi kalóriát kapjon, amennyit felhasznál, hogy ne legyen dekompenzáció. A 18 éves lány átlagos energiája átlagosan 2200 kcal (1 kilokalória = 1000 kalória) körül van, ezért meg kell próbálnia ezt a mennyiséget elfogyasztani.

A hő az az energia, amely a hőmérséklet különbsége miatt az egyik testből a másikba kerül. Méréséhez egy második testre van szükség a hőmérséklet változásának mérésére, ez lehet víz, kéz, hőmérő, alkohol, réz stb., De bizonyos mértékben képes elnyelni a hőt. A tömegegységre eső hő elnyelésének tulajdonságát nevezzük fajlagos hőkapacitás vagy fajlagos hő.

Az egyik testből a másikba áramló hőmennyiség számszerűsíthető és egyenesen arányos a második test tömegével. Ez a következő matematikai egyenlettel fejezhető ki:

$$ \ Delta Q = mC_e \ Delta T $$

Ebben az egyenletben a $ Delta $ betű jelentése növekedés, $ Q $ van forró kalóriában mérve, $ C_e $ fajlagos hő hőmérsékleti egységenként és tömegegységenként egy kalória, $ m $ van tömeg grammban és $ \ Delta T $ a hőmérséklet-emelkedés Celsius-fokban.

Annak megtekintéséhez, hogy milyen típusú grafikonja van, megadja a tömeg értékeit, és kiszámítja a hő értékét. Ebben az esetben vegye figyelembe, hogy a hőmérséklet-növekedés 1 Celsius-fok állandó, és a $ C_e \ Delta T $ értéke állandó, 1,5 kalória/gramm/Celsius-fok értékkel.

Az értelmezés az, hogy amikor az egyik változó növekszik, a másik is ugyanolyan arányban növekszik. Fordítva, ugyanaz történik: ha az egyik csökken, akkor a másik is ugyanolyan arányban teszi ezt. Amikor ez megtörténik, akkor pozitív meredekségű egyeneset kap, amikor mindkét változó növekszik (az ábra szerint), vagy negatív meredekséggel, ha mindkettő csökken. Így képviselteti magát a közvetlen arány.

Ebből arra következtethet, hogy a hőmennyiség méréséhez a következő három elemet kell figyelembe venni:

  • A fajlagos hő $ C_e $
  • A test tömege $ m $
  • A hőmérsékletváltozás $ \ Delta T = T_f - T_i $ ahol $ T_f $ a végső hőmérséklet és $ T_i $ a kezdeti hőmérséklet.

Végül vegyük figyelembe, hogy a fajlagos hő az anyag belső tulajdonsága, és minél magasabb a C C $ $, annál több hőre van szükség a hőmérséklet növekedésének eléréséhez. Néhány elterjedt anyag közül például a víznek $ C_e $ értéke 1, betonjának 0,22 és ólmjának értéke -031. Ne felejtsük el, hogy a fajlagos hő mértékegysége a hőegység/tömeg egységnyi kalória.

A következő videó a hőátadás formáit ismerteti, amelyek a vezetés, a konvekció és a sugárzás

A vezetés a hő terjedése két test között, különböző hőmérsékleteken, a molekulák hőmozgása miatt, anélkül, hogy azok elmozdulnának.

A konvekció az anyag molekuláinak valós mozgása által történő hőátadás.

A sugárzás a hő átadására két test között anélkül, hogy bármilyen szilárd vezető érintkezne vagy összekapcsolódna közöttük.

Önértékelés

Fontos, hogy találjon példákat a hő számszerűsítésére. Megteheti otthon.

1. Tegyen fél liter vizet egy korsóba, hogy a kezdeti hőmérséklet mérésekor 20 ° C legyen. Tegye be a kezét három percre, hogy a víz elérje a 21 ° C hőmérsékletet. Mivel a hőmérséklet emelkedik, számítsa ki azt a hőt, amellyel a kéz fél liter vízhez hozzájárul.

2. Hány Joules a 100 g-os aranygyűrű hőmérsékletének 20 ° C-ról 100 ° C-ra történő emeléséhez szükséges energia?

3. Ha 1 l vízhez (1000 g-nak felel meg), amely 20 ° C-on van, akkor 10 000-et tölt be mész, Milyen hőmérsékleti változáson megy keresztül? Milyen végső hőmérsékletet fog elérni?

Töltse le a fájlt a válaszokkal: itt osztály

Készült Mexikóban. B @ UNAM az UNAM/UNAM nyílt egyetemének, oktatási innovációjának és távoktatásának koordinációjáról.

Ez a munka a Creative Commons Nevezd meg - Nem Kereskedelmi - NoDeriv 4.0 nemzetközi licenc alatt van.