Ορισμός της θερμοκρασίας και των αλλαγών της

Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας. Η θερμότητα από το φως του ήλιου, για παράδειγμα, μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του σώματός μας και να μας κάνει να ιδρώνουμε. Για να μετρήσουμε τις αλλαγές στη θερμοκρασία, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα θερμόμετρο. Το ίδιο το θερμόμετρο αποτελείται από διάφορους τύπους. Τα κλινικά θερμόμετρα, για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του ανθρώπινου σώματος, ενώ τα εργαστηριακά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας αντικειμένων εκτός του ανθρώπινου σώματος. Τι σημαίνει όμως η θερμοκρασία; Και τι σημαίνει αλλαγή θερμοκρασίας;

Η θερμοκρασία είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για την έκφραση βαθμών. Το όργανο μέτρησης που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας είναι ένα θερμόμετρο. Η θερμοκρασία μπορεί να προκαλέσει την επέκταση των αντικειμένων, είτε πρόκειται για επέκταση μήκους, ευρεία επέκταση, έως επέκταση όγκου.

Σε γενικές γραμμές, μπορούμε να ταξινομήσουμε αντικείμενα με βάση τη θερμοκρασία σε ζεστά και κρύα αντικείμενα. Και τα δύο φυσικά βρίσκουμε συχνά στην καθημερινή ζωή. Ζεστά αντικείμενα όπως βραστό νερό ή αλουμινένιο ταψί σε φούρνο. Εν τω μεταξύ, κρύα αντικείμενα που συναντάμε συχνά είναι παγωτό και παγάκια. Τι προκαλεί τα αντικείμενα να έχουν θερμές ή κρύες θερμοκρασίες;

Αποδεικνύεται ότι η θερμοκρασία ενός αντικειμένου επηρεάζεται από τη 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 επίδραση της θερμότητας μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στη θερμοκρασία, αλλαγή στο μέγεθος, αλλαγή στο σχήμα και αλλαγή στη χημεία.

Μεταφορά θερμότητας

Η μεταφορά θερμότητας αποτελείται από αγωγιμότητα, μεταφορά και ακτινοβολία.

Η αγωγιμότητα είναι μια διαδικασία μεταφοράς θερμότητας κατά την οποία η θερμότητα μεταφέρεται από το θερμότερο άκρο στο ψυχρότερο άκρο ενός αντικειμένου χωρίς κίνηση των μορίων. Η μεταφορά θερμότητας σε στερεά γίνεται με αγωγή.

(Διαβάστε επίσης: Πράγματα που πρέπει να ξέρετε για τη θερμοκρασία και τη θερμότητα)

Ένα παράδειγμα είναι όταν βάζουμε ένα κουτάλι αλουμινίου σε βραστό νερό. Αν και το κουτάλι μέρος του κουταλιού βυθίζεται σε νερό, μπορούμε να νιώσουμε τη θερμότητα στη λαβή. Τα υλικά που είναι ικανά να μεταφέρουν θερμότητα όπως σίδηρος και αλουμίνιο ονομάζονται αγωγοί. Εν τω μεταξύ, οι κακοί αγωγοί δεν είναι σε θέση να μεταφέρουν θερμική ενέργεια σωστά, για παράδειγμα γυαλί και πλαστικό. Αυτά τα υλικά είναι γνωστά ως μονωτές.

Η μεταφορά είναι η μεταφορά θερμότητας σε ένα ρευστό από μια υψηλότερη σε μια χαμηλότερη θερμοκρασία λόγω της κίνησης του υγρού. Η μεταφορά μπορεί να συμβεί σε υγρά και αέρια. Η μετατόπιση 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. Ανάμεσα στον ήλιο και τη γη υπάρχει μόνο κενό, αλλά μπορούμε ακόμα να νιώσουμε τη θερμική ενέργεια του ήλιου.

Θερμόμετρο

Υπάρχουν πολλά εργαλεία που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των αλλαγών 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.