Θερμοκρασία και θερμότητα

Ένα σπίρτο και μια μπανιέρα

Η φλόγα ενός σπίρτου έχει θερμοκρασία περίπου $800$ °C. Μια μπανιέρα με χλιαρό νερό έχει $40$ °C.

Ποιο έχει περισσότερη ενέργεια;

Η μπανιέρα — κατά πολύ. Με το σπίρτο δεν ζεσταίνεις τίποτα· με τη μπανιέρα ζεσταίνεις ένα σώμα.

Αυτό δείχνει ότι θερμοκρασία και θερμότητα είναι δύο εντελώς διαφορετικά πράγματα.

Η κλίμακα Κελσίου

Σύρε τον δείκτη. Πρόσεξε τα δύο σημεία πάνω στα οποία ορίστηκε ολόκληρη η κλίμακα.

• 0°Πήξη του νερού
• 37°Θερμοκρασία σώματος
• 100°Βρασμός του νερού

Ένδειξη20°CΥγρό νερό

−10−1+1+10

Η θερμότητα πάει πάντα προς μία κατεύθυνση

Από το θερμότερο προς το ψυχρότερο. Ποτέ ανάποδα από μόνη της.

Και σταματά όταν οι δύο θερμοκρασίες εξισωθούν — τότε λέμε ότι τα σώματα βρίσκονται σε θερμική ισορροπία.

Τρεις τρόποι μετάδοσης

Αγωγή — τα μόρια σπρώχνουν τα γειτονικά τους, χωρίς να μετακινούνται τα ίδια. Κυρίως στα στερεά. Το μεταλλικό κουτάλι στη σούπα καίει.

Ρεύματα (μεταφορά) — το ζεστό υγρό ή αέριο ανεβαίνει γιατί είναι αραιότερο, και το κρύο κατεβαίνει. Κυκλοφορεί. Γι' αυτό το καλοριφέρ μπαίνει χαμηλά και το κλιματιστικό ψηλά.

Ακτινοβολία — χωρίς καθόλου ύλη ενδιάμεσα. Έτσι μας φτάνει η ενέργεια του Ήλιου μέσα από το κενό.

Γιατί «κολλάει» η θερμοκρασία στο λιώσιμο

Βάζεις πάγο στους $-10$ °C να ζεσταθεί. Η θερμοκρασία ανεβαίνει ως τους $0$ °C — και μετά σταματά, παρόλο που συνεχίζεις να δίνεις θερμότητα.

Ξαναρχίζει να ανεβαίνει μόνο όταν λιώσει και το τελευταίο κομμάτι πάγου.

Πού πήγε η ενέργεια; Δεν χάθηκε. Χρησιμοποιήθηκε για να σπάσει τους δεσμούς ανάμεσα στα μόρια του πάγου, όχι για να τα επιταχύνει.

Το ίδιο συμβαίνει στους $100$ °C κατά τον βρασμό.

Διαστολή

Σχεδόν κάθε σώμα διαστέλλεται όταν θερμαίνεται: τα μόρια κινούνται πιο έντονα και χρειάζονται περισσότερο χώρο.

Γι' αυτό οι γέφυρες έχουν αρμούς, οι σιδηρόδρομοι κενά ανάμεσα στις ράγες, και τα καλώδια της ΔΕΗ κρέμονται χαλαρά το καλοκαίρι.

Πάνω σε αυτό δουλεύει και το θερμόμετρο υδραργύρου: το υγρό διαστέλλεται και ανεβαίνει στον λεπτό σωλήνα.

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση