Primer lesson: высокая температура

Тепло - это форма энергии. Чем больше тепловая энергия, тем горячее тело.

В этом уроке мы узнаем о

Разница между теплом и температурой
Тепло как форма энергии
Типы веществ в зависимости от их способности проводить тепловую энергию или воспламеняться
Преобразование тепловой энергии в другие виды энергии и наоборот
Поток тепла от высокой температуры к низкой температуре
Каковы разные эффекты тепла?
Что происходит, когда тепло применяется к различным состояниям материи - твердым телам, жидкостям и газам?

Начнем с понимания разницы между теплом и температурой.

Разница между теплом и температурой

Тепло - это форма энергии	Температура - это степень жара или холода тела.
Тепло - причина	Температура - это эффект
Это объединенная энергия всех молекул, движущихся внутри тела.	Это всего лишь мера того, насколько быстро молекулы движутся в теле. Чем быстрее колеблются молекулы, тем горячее тело.
Единица тепла в системе СИ - Джоуль (Дж); другие единицы - калории (Cal) и килокалории (KCal).	Единица измерения температуры в системе СИ - Кельвин (К); другие единицы - градусы Цельсия (° C) и Фаренгейта (° F).

Преобразование тепловой энергии в другие виды энергии

Тепловая энергия может быть преобразована в другие формы энергии, такие как механическая энергия, световая энергия и электрическая энергия.

Тепловой двигатель преобразует тепловую энергию в механическую.
Горячее железо преобразует тепловую энергию в световую.

Преобразование других форм энергии в тепловую энергию

Пламя свечи преобразует химическую энергию в тепловую.
Электрическая лампочка преобразует электрическую энергию в тепловую.

Источники тепла - Солнце (естественный источник тепла), огонь, электричество.

Типы веществ

Воспламеняющиеся вещества - это вещества, которые могут легко воспламениться. Например, СУГ, дерево, трава, керосин, бумага.

Негорючие вещества - это вещества, устойчивые к возгоранию. Например, вода, песок, камень, бетон.

Проводники - это вещества, через которые легко передается тепло. Например, серебро, золото, медь, алюминий.

Изоляторы - это вещества, через которые трудно отвести тепло. Например, дерево, стекло, воск, камень, вода, воздух.

Температура

Температура тела - это мера степени жара или холода этого тела.

Это показатель количества тепла, присутствующего в теле.

Поток тепла

Если два вещества с разными температурами соприкасаются, тепло переходит от более горячего тела к более холодному, пока их температуры не сравняются.

Например, чтобы охладить стакан горячего молока, поместите его в холодную воду. Тепло переходит от горячего молока к холодной воде.

Шкалы температуры

Масштаб	Измеряется как	Самый низкий масштаб (точка замерзания воды)	Верхняя шкала (точка кипения воды)	Интервал между фиксированными точками делится на
Цельсия	Градус Цельсия	0 ° C	100 ° С	100 частей
Фаренгейт	Градус Фаренгейта	32 ° F	212 ° F	180 частей
Кельвин	Градус Кельвина	273 К	373 К	100 частей

Цельсия в Фаренгейта = (° C × (9/5)) + 32 = ° F

Фаренгейта в Цельсия = ((° F - 32) × (5/9)) = ° C

Цельсия в Кельвин = ° C + 272 = K

Когда есть два объекта с разной температурой, один с более высокой температурой будет передавать тепло другому, пока они не достигнут одинаковой температуры.

Когда они имеют одинаковую температуру, мы говорим, что они находятся в тепловом равновесии.

Воздействие тепла

Изменение температуры тела: когда тело нагревается, температура повышается, а при охлаждении температура снижается.

Изменение формы тела: длина, объем и площадь вещества увеличиваются, когда к нему подводится тепло. Это известно как тепловое расширение.

Изменение состояния вещества:

Сплавление или плавление: твердое вещество превращается в жидкость, поглощая тепло при постоянной температуре. Например, лед в воду при 0 ° C.
Замораживание: жидкость превращается в твердую, выделяя тепло при постоянной температуре. Например, вода в лед при 0 ° C.
Испарение или кипение: жидкость переходит в парообразное состояние за счет поглощения тепла при постоянной температуре. Например, вода превращается в пар при 100 ° C.
Конденсация: пар переходит в жидкое состояние, выделяя тепло при постоянной температуре. Например, пар превращается в кипящую воду при 100 ° C.
Сублимация: твердое вещество напрямую переходит в газообразное состояние. Например, нафталин или камфора.
Осаждение: газ конденсируется в твердое состояние. Например, преобразование углекислого газа в сухой лед.

Термическое расширение твердых тел

Линейное расширение - Увеличение длины твердого тела при нагревании
Поверхностное расширение - Увеличение площади твердого тела при нагревании, т. Е. Увеличение длины и ширины твердого тела.
Кубическое расширение - Увеличение объема твердого тела при нагревании

Примеры мер предосторожности для предотвращения теплового расширения

Задан зазор, и на одном конце моста используются ролики.
В металлических трубопроводах, по которым проходят горячие газы, предусмотрены петли.
Бетонные блоки для тротуаров и дорожных покрытий укладываются с зазорами или стыками между ними.
Железный обод сделан чуть меньше колеса. Обод нагревается и скользит в колесе. Сразу же поливают холодной водой.

Тепловое расширение в жидкостях

Большинство жидкостей расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Однако вода - исключение. При температуре от 0 ° C до 4 ° C вода сжимается при нагревании, а при температуре выше 4 ° C расширяется, в отличие от любых других жидкостей. Это известно как аномальное расширение воды. Расширение жидкости зависит в основном от ее природы. Разные жидкости расширяются в разной степени. Жидкостный термометр использует свойство расширения жидкостей.

Тепловое расширение в газах

Газы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Например, автомобильная шина, плотно заполненная воздухом, может лопнуть в летние дни. Это происходит из-за расширения воздуха, поскольку он нагревается во время движения автомобиля. Газовый термометр использует принцип расширения газов при нагревании.

высокая температура