Dalykai, kuriuos reikia žinoti apie temperatūrą ir šilumą

Pakankamai ilgai būdami saulėje, prakaituojame dėl karščio. Ši šiluma yra saulės spindulių energijos forma, pasiekianti žemės paviršių. Ledo kubeliai taip pat ištirps veikiami saulės spindulių. Viskas yra susijusi su temperatūra ir šiluma.

Kas yra temperatūra ir šiluma? Kokie yra skirtumai ir jų santykis? Iš esmės šiluma yra energija, kuri juda, o temperatūra yra tik priemonė, išreiškianti kažko šilumos ar šalčio laipsnį. Jei priežastis yra šiluma, tai yra temperatūra.

Pavyzdžiui, tirpstantis ledas atsiranda dėl to, kad per radiaciją perduodama saulės energija. Be radiacijos, šiluma taip pat gali judėti laidumo ir konvekcijos būdu.

Temperatūra ir šiluma

Taigi, prieš aptardami tai toliau, pirmiausia supraskime, kokia yra temperatūra ir šiluma.

Šiluma

Šiluma yra energijos forma, kuri nukreipiama tarp dviejų ar daugiau sistemų ar sistemų ir jų aplinkos, atsižvelgiant į temperatūros skirtumą tarp jų. Šiluma yra džauliais. Tačiau dažnai naudojamas tas pats kalorijų vienetas kaip 4,2 džauliai.

Kaip minėta anksčiau, šilumos perdavimas gali vykti trimis būdais, būtent laidumu, konvekcija ir radiacija.

Laidumas yra šilumos perdavimo procesas, kai šiluma perduodama iš karšto objekto į vėsesnį galą be faktinio molekulių judėjimo. Laidumas vyksta, kai šiluma juda kieta dalimi.

(Taip pat skaitykite: Matavimo kiekių ir vienetų samprata)

Yra keletas medžiagų, kurios gali būti laidininku ar ne. Geri laidininkai leidžia šilumai lengvai tekėti per laidumą, pavyzdžiui, geležį, sidabrą ir varį. Tuo tarpu blogi laidininkai negali tinkamai praleisti šilumos energijos, pavyzdžiui, stiklo ir plastiko. Jie taip pat vadinami izoliatoriais.

Konvekcija yra šilumos perdavimas skystyje iš aukštesnės temperatūros į žemesnę temperatūrą dėl skysčio judėjimo. Konvekcija gali vykti skysčiuose ir dujose. Konvekcijos poslinkį lydi dalelių poslinkis, todėl neįmanoma atsirasti kietųjų dalelių.

Konvekcija gali atsirasti dėl tankio skirtumų dėl šildymo. Šalto objekto tankis yra didesnis nei karšto objekto. Šilumos perdavimo konvekcija pavyzdys yra tada, kai verdame vandenį. Apačioje esantis vanduo pirmiausia sušils, tada pereis į viršų. Vanduo viršuje yra vėsesnis ir turi didesnę daiktų masę nei karštas vanduo, todėl dėl gravitacijos jis krenta žemyn.

Galiausiai, radiacija gali vykti šilumos perdavimas. Spinduliavimas atsiranda, kai šilumos perdavimui nereikia jokios terpės, pavyzdžiui, saulės spinduliai pasiekia žemę. Tarp saulės ir žemės yra tik vakuumas, tačiau vis tiek galime jausti saulės šilumos energiją.

Temperatūra

Temperatūra ir šiluma yra susiję vienas su kitu, nes jie turi priežastinį ryšį. Šilumos perdavimą galima įrodyti ir išmatuoti pagal temperatūrą. Vienas iš pavyzdžių yra tai, kad dieną oras naktį būna karštesnis. Taip yra todėl, kad dieną saulė skleidžia šilumos energiją ir juntama žemei. Bet naktį mes negauname saulės šviesos, todėl temperatūra nėra tokia aukšta kaip dieną.

Temperatūrai matuoti naudojama daugybė priemonių, viena iš jų yra termometras. Temperatūra nustatoma skaitant skysčio lygį termometre, naudojant termometre rastą laipsnių skalę. Bet dabar yra daugybė skaitmeninių termometrų, kurie tiesiogiai rodo išmatuotos temperatūros laipsnių skaičių. Tradiciniuose termometruose naudojamas medžiagų išsiplėtimo principas dėl šilumos energijos.

Temperatūrai matuoti yra trijų tipų termometrai: klinikiniai, laboratoriniai ir maksimaliai minimalūs termometrai.

Klinikiniai termometrai dažniausiai naudojami žmogaus kūno temperatūrai matuoti ir turi ribotą diapazoną. Esant aukštai temperatūrai, stiklas ir gyvsidabris termometre išsiplės iki lygio, dėl kurio termometras sulūžta. Klinikiniai termometrai negali būti naudojami matuojant didelę šilumą, pavyzdžiui, ugnies sritis, nes stiklas gali ištirpti.

Laboratoriniai termometrai naudojami matuojant objektų, išskyrus žmogaus kūną, temperatūrą. Temperatūra svyruoja nuo -10oC iki 110oC. Paskutinis termometro tipas yra maksimalus-minimalus termometras, kuris naudojamas matuoti didžiausią ir mažiausią dienos temperatūrą. Paprastai naudojamas orams matuoti.