Τετάρτη 8 Φεβρουαρίου 2023

Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

Στο κεφάλαιο αυτό:

Θα μάθεις τι είναι η θερμότητα;Θα γνωρίσεις τους τρόπους με τους οποίους διαδίδεται η θερμότητα θα εξοικειωθείς με τις έννοιες αγωγοί και μονωτές και θα μάθεις πότε ένα σώμα απορροφά ή εκπέμπει θερμότητα .

1. Τι είναι η θερμότητα;

Φαντάσου πως αποφάσισες να φτιάξεις ένα κέικ για να κεράσεις τους φίλους σου.

Το κέικ ψήνεται στους 200 oC για αρκετή ώρα τώρα, οπότε και αποφασίζεις ότι είναι έτοιμο.

Τη στιγμή που βγάζεις το ταψί με το κέικ από τον φούρνο προσέχεις πολύ περισσότερο να μην ακουμπήσεις το ταψί, παρά το κέικ.

Γιατί όμως; Είναι άραγε επειδή το ταψί είναι πιο ζεστό από το κέικ; Αν και τα δύο αντικείμενα βρισκόταν στον φούρνο για την ίδια ώρα πως είναι δυνατόν να έχουν διαφορετική θερμοκρασία;

Για να απαντήσουμε σε αυτό, θα πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι είναι η θερμότητα, τι η θερμοκρασία και τι η θερμική ενέργεια.

Η θερμική ενέργεια είναι η εσωτερική ενέργεια που έχει η ύλη λόγω των ατόμων και μορίων της που κινούνται ασταμάτητα προς κάθε δυνατή κατεύθυνση, σαν ροκαδες σε συναυλία.

Πηγή: By Greg L at the English language Wikipedia, CC BY-SA 3.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1325234

Χέρια πόδια στην αυλή κι όλοι πέφτουνε στη γη!

Όσο πιο ζωηρά κινούνται αυτά τα σωματίδια, τόσο περισσότερη θερμική ενέργεια έχει το σώμα και τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του.

Άρα η θερμοκρασία είναι ένας τρόπος που οι ίδιοι επινοήσαμε για να μας λέει πόσο ζεστό ή κρύο είναι ένα σώμα, δηλαδή τελικά πόσο γρήγορα κινούνται τα μόριά του.

Η θεωρητικά χαμηλότερη θερμοκρασία στο σύμπαν είναι το απόλυτο μηδέν, δηλαδή οι -273.15 oC, ή αλλιώς η βαθμολογία μου στο μάθημα της Φυσικής στο σχολείο.😍

Αν βγω από το μπάνιο και πατήσω ξυπόλητος στα πλακάκια τα πόδια μου θα κρυώσουν γιατί η θερμότητα φεύγει γρήγορα από το σώμα μου και καταλήγει στο πάτωμα μέσω αγωγής. Αν επιχειρήσω να ανακατέψω μια καυτή σούπα με ένα μεταλλικό κουτάλι (γιατί η ξύλινη κουτάλα είναι στον νεροχύτη και βαριέμαι να την πλύνω), η θερμότητα θα μεταδοθεί από τη σούπα στα δάχτυλά μου μέσω του κουταλιού και θα με κάψει. Γενικά η θερμότητα μεταφέρεται με αγωγή κυρίως στα στερεά σώματα.

Τη μεταφορά ενέργειας από ένα θερμό σε ένα ψυχρό σώμα, την ονομάζουμε θερμότητα. Η έννοια της θερμότητας χρησιμοποιείται μόνο για το χρονικό διάστημα όπου συμβαίνει μεταφορά ενέργειας. Για παράδειγμα, το φλιτζάνι με τον καφέ έχει θερμική ενέργεια λόγω της κίνησης των μορίων του, αλλά δεν έχει θερμότητα. Ο καφές που μόλις ψήσαμε έχει θερμική ενέργεια αλλά δεν έχει θερμότητα. Από τη στιγμή όμως που θα αδειάσουμε το ζεστό καφέ στο φλιτζάνι θα αρχίσει ροή ενέργειας από τον καφέ προς το φλιτζάνι, η οποία ταυτίζεται με την έννοια της θερμότητας.

Μπαινω στο εργαστηριο φυσικης και κανω το πειραμα.τι παρατηρω;

2.ΠΩΣ ΔΙΑΔΙΔΕΤΑΙ Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

Η θερμότητα έχει τρεις τρόπους διάδοσης:

Με αγωγή
Με μεταφορά
Με ακτινοβολία

- Διάδοση θερμότητας με αγωγή

Συχνά ακούς την έκφραση «κλείσε το παράθυρο για να μην μπαίνει κρύο». Σωστότερα θα έπρεπε να λέμε, για να εμποδιστεί η μεταφορά θερμότητας από το θερμότερο εσωτερικό του σπιτιού προς το ψυχρότερο περιβάλλον.

Συμπέρασμα

Η
θερμότητα μεταδίδεται με αγωγή από την πιο ζεστή προς την πιο κρύα άκρη της βελόνας.

Oταν δύο σώματα βρίσκονται σε επαφή, η θερμότητα διαδίδεται με αγωγή.

-Μεταφορά

Η μεταφορά είναι ο κύριος τρόπος που η θερμότητα διαδίδεται σε υγρά και αέρια. Όταν έξω έχει κρύο και εσύ θα ανάψεις το σώμα για θέρμανση (καλοριφέρ, σόμπα, τζάκι, σπίρτα…ό,τι έχει ο καθένας), ο αέρας που βρίσκεται κοντά στο σώμα θερμαίνεται γρήγορα.

Ο πιο κρύος αέρας που βρίσκεται από πάνω θα πάρει τη θέση του προηγούμενου, μέχρι και αυτός να ζεσταθεί αρκετά ώστε να αρχίσει να ανεβαίνει και να πάρει τη θέση του άλλος, και ούτω καθεξής. Με τον ίδιο τρόπο ζεσταίνεται και η σούπα την οποία προσπάθησα να ανακατέψω με μεταλλικό κουτάλι. 5

-Ακτινοβολία

Η αγωγή μεταφέρει τη θερμότητα στα στερεά,

η μεταφορά στα ρευστά (υγρά και αέρια),

η ακτινοβολία όμως δεν χρειάζεται κανένα μέσο για να διαδοθεί – μπορεί να μεταφέρει τη θερμότητα μέσω του κενού. Η ακτινοβολία είναι ο τρόπος με τον οποίο η Γη και ολόκληρη η ανθρωπότητα ζεσταίνεται από τον Ήλιο. Είναι επίσης ο λόγος για τον οποίον αισθάνεσαι τη ζεστασιά της φωτιάς ακόμα και όταν βρίσκεσαι σε κάποια απόσταση από αυτή.

Τι είναι το φαινόμενο του θερμοκηπίου;

Η σύντομη απάντηση:

Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι μια διαδικασία που συμβαίνει όταν τα αέρια στην ατμόσφαιρα της Γης παγιδεύουν τη θερμότητα του Ήλιου. Αυτή η διαδικασία κάνει τη Γη πολύ πιο ζεστή από ό, τι θα ήταν χωρίς ατμόσφαιρα. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι ένα από τα πράγματα που κάνουν τη Γη ένα άνετο μέρος για να ζήσετε.

Θαλής

Ο Θαλής ο Μιλήσιος είναι μέγεθος ασύλληπτο. Είναι η αρχή των πάντων. Είναι ο πρώτος φυσικός στην ιστορία. Είναι ο άνθρωπος που από το 600 π.Χ. στην ουσία είπε στους συνανθρώπους του: «Αφήστε τις ανοησίες και κατανοήστε τον κόσμο με τη λογική».

Ηράκλειτος

Η Μεγάλη Φράση στην ανθρώπινη ιστορία πρωτοειπώθηκε από αυτόν: «Ο κόσμος δεν είναι φτιαγμένος ούτε από χέρι Θεού ούτε από χέρι ανθρώπου. Απλώς είναι». Ήταν ο πρώτος που αντιλήφθηκε σε βάθος τον άνθρωπο λέγοντας «το πεπρωμένο μας είναι ο χαρακτήρας μας». Είναι ο Ηράκλειτος ο Μέγας.

Πως μεταφέρεται η θερμοκρασία με αγωγή

Παράδειγμα :

θέρμανση μεταλλικής ράβδου με κομμάτια κεριού από φλόγα λυχνίας
μεταφέρουν ενέργεια στα γειτονικά μόρια
πρώτα λιώνουν τα κομμάτια κεριού που βρίσκονται κοντά στο άκρο που θερμαίνεται

Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται μέχρι όλα τα μόρια να αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Η θερμότητα ρέει πάντα από το σώμα που έχει την ψηλότερη θερμοκρασία προς το σώμα που έχει τη χαμηλότερη. Όταν τα σώματα αποκτήσουν ίδια θερμοκρασία παύει να υπάρχει ροή θερμότητας.

Πώς θα μπει σωστά το βέλος παρακάτω;