Πράγματα που πρέπει να ξέρετε για τη θερμοκρασία και τη θερμότητα

Όταν βγαίνουμε στον ήλιο για αρκετό καιρό, ιδρώνουμε λόγω της ζέστης. Αυτή η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας από το φως του ήλιου που φτάνει στην επιφάνεια της γης. Οι παγάκια θα λιώσουν επίσης όταν εκτίθενται στο ηλιακό φως. Όλα έχουν να κάνουν με τη θερμοκρασία και τη θερμότητα.

Τι είναι η θερμοκρασία και η θερμότητα; Ποιες είναι οι διαφορές και η σχέση τους; Βασικά, η θερμότητα είναι ενέργεια που κινείται, ενώ η θερμοκρασία είναι απλώς ένα μέτρο για την έκφραση του βαθμού της θερμότητας ή του κρύου του κάτι. Εάν η θερμότητα είναι η αιτία, η θερμοκρασία είναι το αποτέλεσμα.

Η τήξη του πάγου, για παράδειγμα, συμβαίνει επειδή υπάρχει μεταφορά ηλιακής ενέργειας μέσω ακτινοβολίας. Εκτός από την ακτινοβολία, η θερμότητα μπορεί επίσης να κινηθεί με αγωγιμότητα και μεταφορά.

Θερμοκρασία και θερμότητα

Έτσι, προτού το συζητήσουμε περαιτέρω, ας καταλάβουμε πρώτα ποια είναι η θερμοκρασία και η θερμότητα.

Θερμότητα

Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας που διοχετεύεται ανάμεσα σε δύο ή περισσότερα συστήματα ή συστήματα και το περιβάλλον τους με βάση τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ τους. Η θερμότητα είναι σε joules. Ωστόσο, χρησιμοποιείται η ίδια μονάδα θερμίδων με 4,2 joules.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η μεταφορά θερμότητας μπορεί να συμβεί με τρεις τρόπους, δηλαδή αγωγιμότητα, μεταφορά και ακτινοβολία.

Η αγωγιμότητα είναι η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας όταν η θερμότητα μεταφέρεται από το θερμότερο άκρο στο ψυχρότερο άκρο ενός αντικειμένου χωρίς την πραγματική κίνηση των μορίων. Η αγωγή συμβαίνει όταν η θερμότητα κινείται μέσω ενός στερεού.

(Διαβάστε επίσης: Έννοια των ποσοτήτων και των μονάδων στη μέτρηση)

Υπάρχουν πολλά υλικά που μπορεί να είναι αγωγός ή όχι. Οι καλοί αγωγοί επιτρέπουν τη θερμική ενέργεια να ρέει εύκολα μέσω της αγωγιμότητας, για παράδειγμα σίδηρο, ασήμι και χαλκός. Εν τω μεταξύ, οι κακοί αγωγοί δεν είναι σε θέση να μεταφέρουν θερμική ενέργεια σωστά, για παράδειγμα γυαλί και πλαστικό. Αναφέρονται επίσης ως μονωτές.

Η μεταφορά είναι η μεταφορά θερμότητας σε ένα ρευστό από υψηλότερη θερμοκρασία σε χαμηλότερη θερμοκρασία λόγω της κίνησης του υγρού. Η μεταφορά μπορεί να συμβεί σε υγρά και αέρια. Η μετατόπιση της μεταφοράς συνοδεύεται από μετατόπιση σωματιδίων, επομένως είναι αδύνατο να συμβούν στερεά.

Η μεταφορά μπορεί να συμβεί λόγω διαφορών στην πυκνότητα λόγω θέρμανσης. Η πυκνότητα ενός ψυχρού αντικειμένου είναι μεγαλύτερη από αυτήν ενός θερμού αντικειμένου. Ένα παράδειγμα μεταφοράς θερμότητας μέσω μεταφοράς είναι όταν βράζουμε νερό. Το νερό στο κάτω μέρος θα θερμανθεί πρώτα και μετά θα μετακινηθεί στην κορυφή. Το νερό στην κορυφή είναι πιο κρύο και έχει μεγαλύτερη μάζα αντικειμένων από το ζεστό νερό, οπότε πέφτει λόγω βαρύτητας.

Τέλος, η μεταφορά θερμότητας μπορεί να συμβεί με ακτινοβολία. Η ακτινοβολία συμβαίνει όταν η μεταφορά θερμότητας δεν απαιτεί κανένα μέσο, ​​για παράδειγμα, το φως του ήλιου φτάνει στη γη. Μεταξύ του ήλιου και της γης υπάρχει μόνο κενό, αλλά μπορούμε ακόμα να νιώσουμε τη θερμική ενέργεια του ήλιου.

Θερμοκρασία

Η θερμοκρασία και η θερμότητα σχετίζονται μεταξύ τους επειδή έχουν αιτιώδη σχέση. Η μεταφορά θερμότητας μπορεί να αποδειχθεί και να μετρηθεί από τη θερμοκρασία. Ένα παράδειγμα είναι ότι ο αέρας κατά τη διάρκεια της ημέρας αισθάνεται πιο ζεστός το βράδυ. Αυτό συμβαίνει επειδή κατά τη διάρκεια της ημέρας, ο ήλιος εκπέμπει θερμική ενέργεια και γίνεται αισθητός στη γη. Αλλά τη νύχτα, δεν παίρνουμε το φως του ήλιου, έτσι η θερμοκρασία δεν είναι τόσο υψηλή όσο κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Υπάρχουν πολλά εργαλεία που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, ένα από τα οποία είναι ένα θερμόμετρο. Η θερμοκρασία προσδιορίζεται διαβάζοντας τη στάθμη υγρού στο θερμόμετρο με τη βοήθεια της κλίμακας βαθμού που βρίσκεται στο θερμόμετρο. Όμως, τώρα υπάρχουν πολλά ψηφιακά θερμόμετρα που δείχνουν άμεσα τον αριθμό των βαθμών της μετρούμενης θερμοκρασίας. Τα παραδοσιακά θερμόμετρα χρησιμοποιούν την αρχή της διαστολής ουσιών λόγω θερμικής ενέργειας.

Υπάρχουν τρεις τύποι θερμομέτρων για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, δηλαδή κλινικά θερμόμετρα, εργαστηριακά θερμόμετρα και μέγιστα ελάχιστα θερμόμετρα.

Τα κλινικά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του ανθρώπινου σώματος και έχουν περιορισμένο εύρος. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το γυαλί και ο υδράργυρος στο θερμόμετρο θα επεκταθούν σε επίπεδο που οδηγεί στη θραύση του θερμομέτρου. Τα κλινικά θερμόμετρα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της υπερβολικής θερμότητας, όπως οι περιοχές πυρκαγιάς, επειδή το γυαλί μπορεί να λιώσει.

Τα εργαστηριακά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας αντικειμένων διαφορετικών από το ανθρώπινο σώμα. Η θερμοκρασία κυμαίνεται από -10oC έως 110oC. Ο τελευταίος τύπος θερμομέτρου είναι το μέγιστο-ελάχιστο θερμόμετρο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των μέγιστων και ελάχιστων θερμοκρασιών για την ημέρα. Συνήθως χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του καιρού.