Asjad, mida peate teadma temperatuuri ja kuumuse kohta

Kui oleme piisavalt kaua päikese käes, higistame kuumuse tõttu. See soojus on päikesevalgusest saadav energia, mis jõuab maakera pinnale. Jääkuubikud sulavad ka päikesevalguse käes. Kõik on seotud temperatuuri ja kuumusega.

Mis on temperatuur ja kuumus? Millised on erinevused ja nende seos? Põhimõtteliselt on soojus energia, mis liigub, samas kui temperatuur on vaid näitaja selle kohta, kui kuum või külm midagi on. Kui põhjus on soojus, on tulemus temperatuur.

Näiteks sulav jää tekib seetõttu, et kiirguse kaudu toimub päikeseenergia ülekandmine. Peale kiirguse võib soojus liikuda ka juhtivuse ja konvektsiooni teel.

Temperatuur ja kuumus

Nii et enne, kui selle üle edasi arutame, mõistame kõigepealt, mis on temperatuur ja kuumus.

Kuumus

Soojus on energia vorm, mis suunatakse kahe või enama süsteemi või süsteemi ja nende keskkonna vahel, lähtudes nendevahelistest temperatuuride erinevustest. Kuumus on džaulides. Kuid sageli kasutatakse sama kaloriteühikut kui 4,2 džauli.

Nagu varem mainitud, võib soojusülekanne toimuda kolmel viisil, nimelt juhtivus, konvektsioon ja kiirgus.

Juhtivus on soojusülekande protsess, kui soojus kandub objekti kuumemast otsast jahedamasse otsa ilma molekulide tegeliku liikumiseta. Juhtivus toimub siis, kui soojus liigub läbi tahke aine.

(Loe ka: Mõõtmise koguste ja ühikute mõiste)

On mitmeid materjale, mis võivad olla dirigendid või mitte. Head juhtmed võimaldavad soojusenergiat juhtimise kaudu hõlpsasti voolata, näiteks rauda, ​​hõbedat ja vaske. Vahepeal ei suuda halvad juhid soojusenergiat, näiteks klaasi ja plasti, korralikult juhtida. Neid nimetatakse ka isolaatoriteks.

Konvektsioon on vedeliku soojuse ülekandmine vedeliku liikumise tõttu kõrgemalt temperatuurilt madalamale temperatuurile. Konvektsioon võib tekkida vedelikes ja gaasides. Konvektsiooni nihkumisega kaasneb osakeste nihkumine, seega on tahkiste tekkimine võimatu.

Konvektsioon võib tekkida kuumutamisest tingitud tiheduse erinevuste tõttu. Külma eseme tihedus on suurem kui kuuma eseme tihedus. Konvektsiooniga soojusülekande näide on see, kui keedame vett. Alumine vesi kuumeneb kõigepealt, seejärel liigub ülespoole. Ülaosas olev vesi on jahedam ja suurema esememassiga kui kuum vesi, nii et see langeb raskusjõu tõttu alla.

Lõpuks võib kiirgusega toimuda soojusülekanne. Kiirgus tekib siis, kui soojusülekanne ei vaja mingit keskkonda, näiteks päikesevalgus jõuab maale. Päikese ja maa vahel on ainult vaakum, kuid siiski võime tunda päikese soojusenergiat.

Temperatuur

Temperatuur ja kuumus on omavahel seotud, kuna neil on põhjuslik seos. Soojusülekannet saab tõestada ja mõõta temperatuuri abil. Üks näide on see, et päeval on õhk öösel kuumem. Seda seetõttu, et päeval kiirgab päike soojusenergiat ja tunneb seda kogu maa peal. Kuid öösel ei saa me päikesevalgust, nii et temperatuur pole nii kõrge kui päeval.

Temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse palju tööriistu, millest üks on termomeeter. Temperatuur määratakse termomeetril oleva vedeliku taseme lugemisega termomeetrilt leitud kraadiskaala abil. Kuid nüüd on palju digitaalseid termomeetreid, mis näitavad otseselt mõõdetud temperatuuri kraadide arvu. Traditsioonilistes termomeetrites kasutatakse ainete paisumise põhimõtet soojusenergia tõttu.

Temperatuuri mõõtmiseks on kolme tüüpi termomeetreid, nimelt kliinilised termomeetrid, laboratoorsed termomeetrid ja maksimaalselt minimaalsed termomeetrid.

Kliinilisi termomeetreid kasutatakse tavaliselt inimese kehatemperatuuri mõõtmiseks ja nende vahemik on piiratud. Kõrgel temperatuuril paisub termomeetri klaas ja elavhõbe tasemeni, mis viib termomeetri purunemiseni. Kliinilisi termomeetreid ei saa kasutada ekstreemse kuumuse, näiteks tulealade mõõtmiseks, sest klaas võib sulada.

Laboratoorseid termomeetreid kasutatakse muude objektide kui inimese keha temperatuuri mõõtmiseks. Temperatuur jääb vahemikku -10oC kuni 110oC. Viimane termomeetri tüüp on maksimaalne-minimaalne termomeeter, mida kasutatakse päeva maksimaalse ja minimaalse temperatuuri mõõtmiseks. Tavaliselt kasutatakse ilma mõõtmiseks.