Primer lesson: nhiệt

Nhiệt là một dạng năng lượng. Nhiệt năng càng lớn thì cơ thể càng nóng.

Trong bài học này, chúng ta sẽ tìm hiểu về

Sự khác biệt giữa nhiệt độ và nhiệt độ
Nhiệt như một dạng năng lượng
Các loại chất dựa trên khả năng dẫn nhiệt hoặc bắt lửa
Sự biến đổi nhiệt năng thành các dạng năng lượng khác và ngược lại
Dòng nhiệt từ nhiệt độ cao đến nhiệt độ thấp
Các tác động khác nhau của nhiệt là gì?
Điều gì xảy ra khi nhiệt được áp dụng cho các trạng thái khác nhau của vật chất - chất rắn, chất lỏng và chất khí?

Hãy bắt đầu với việc tìm hiểu sự khác biệt giữa nhiệt độ và nhiệt độ.

Sự khác biệt giữa nhiệt độ và nhiệt độ

Nhiệt là một dạng năng lượng	Nhiệt độ là mức độ nóng hoặc lạnh của cơ thể
Nhiệt là nguyên nhân	Nhiệt độ là hiệu ứng
Nó là năng lượng tổng hợp của tất cả các phân tử chuyển động bên trong cơ thể	Nó chỉ là thước đo mức độ nhanh chóng của các phân tử chuyển động trong một cơ thể. Các phân tử rung động càng nhanh, cơ thể càng nóng.
Đơn vị đo nhiệt lượng SI là Joule (J); các đơn vị khác là calo (Cal) và kilocalo (KCal)	Đơn vị đo nhiệt độ SI là Kelvin (K); các đơn vị khác là độ C (° C) và độ F (° F)

Chuyển đổi nhiệt năng thành các dạng năng lượng khác

Năng lượng nhiệt có thể được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác như năng lượng cơ học, năng lượng ánh sáng và năng lượng điện.

Động cơ nhiệt chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng
Bàn ủi nóng chuyển đổi nhiệt năng thành năng lượng ánh sáng

Chuyển hóa các dạng năng lượng khác thành nhiệt năng

Ngọn lửa nến chuyển hóa năng lượng thành nhiệt năng
Bóng đèn điện biến đổi năng lượng điện thành nhiệt năng

Nguồn nhiệt - Mặt trời (nguồn nhiệt tự nhiên), lửa, điện

Các loại chất

Chất cháy là chất dễ bắt lửa. Ví dụ: LPG, gỗ, cỏ, dầu hỏa, giấy

Chất không cháy là chất có khả năng chống cháy. VD: nước, cát, đá, bê tông

Chất dẫn điện là chất dẫn nhiệt dễ dàng qua đó. Ví dụ: bạc, vàng, đồng, nhôm

Chất cách điện là chất không dễ dẫn nhiệt qua đó. Vd: gỗ, thủy tinh, sáp, đá, nước, không khí

Nhiệt độ

Nhiệt độ của một cơ thể là thước đo mức độ nóng hoặc lạnh của cơ thể đó.

Nó là một dấu hiệu về lượng nhiệt hiện có trong cơ thể.

Dòng nhiệt

Nếu cho hai chất ở nhiệt độ khác nhau tiếp xúc với nhau thì nhiệt truyền từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn cho đến khi nhiệt độ của chúng bằng nhau.

Ví dụ, để làm nguội một ly sữa nóng, hãy đặt nó vào nước lạnh. Nhiệt chảy từ sữa nóng sang nước lạnh.

Thang đo nhiệt độ

Tỉ lệ	Được đo lường như	Thang điểm thấp nhất (điểm đóng băng của nước)	Quy mô trên (điểm sôi của nước)	Khoảng thời gian giữa các điểm cố định được chia thành
Độ C	Độ C	0 ° C	100 ° C	100 phần
độ F	Độ F	32 ° F	212 ° F	180 phần
Kelvin	Độ Kelvin	273 K	373 K	100 phần

Độ C đến độ F = (° C × (9/5)) + 32 = ° F

Fahrenheit sang độ C = ((° F - 32) × (5/9)) = ° C

Độ C đến Kelvin = ° C + 272 = K

Khi có hai vật ở nhiệt độ khác nhau, vật ở nhiệt độ cao hơn sẽ truyền nhiệt cho vật kia cho đến khi chúng có cùng nhiệt độ.

Khi chúng có cùng nhiệt độ, ta nói chúng ở trạng thái cân bằng nhiệt.

Ảnh hưởng của nhiệt

Sự thay đổi nhiệt độ của cơ thể: Khi nhiệt độ cơ thể tăng lên, nhiệt độ tăng lên và khi được làm mát nhiệt độ giảm.

Sự thay đổi hình dạng của vật: Chiều dài, thể tích và diện tích của một chất tăng lên khi cung cấp nhiệt cho chất đó. Điều này được gọi là sự giãn nở nhiệt.

Thay đổi trạng thái của vật chất:

Nhiệt hạch hoặc nóng chảy: Chất rắn chuyển thành chất lỏng bằng cách hấp thụ nhiệt ở nhiệt độ không đổi. Ví dụ: cho đá vào nước ở 0 ° C
Sự đông đặc: Chất lỏng chuyển thành chất rắn bằng cách tỏa nhiệt ở nhiệt độ không đổi. Ví dụ: nước thành đá ở 0 ° C
Hóa hơi hoặc sôi: Chất lỏng chuyển sang trạng thái hơi bằng cách hấp thụ nhiệt ở nhiệt độ không đổi. Vd: Nước chuyển thành hơi nước ở 100 ° C
Sự ngưng tụ: Hơi chuyển sang trạng thái lỏng bằng cách toả nhiệt ở nhiệt độ không đổi. Vd: Hơi nước chuyển thành nước sôi ở 100 ° C
Thăng hoa: Chất rắn chuyển trực tiếp sang trạng thái khí. Ví dụ: naphthalene hoặc long não
Sự lắng đọng: Khí ngưng tụ thành trạng thái rắn. Ví dụ: chuyển đổi carbon dioxide thành đá khô

Sự giãn nở nhiệt của chất rắn

Mở rộng tuyến tính - Tăng chiều dài của vật rắn khi gia nhiệt
Sự giãn nở bề ngoài - Tăng diện tích của vật rắn khi gia nhiệt, tức là tăng chiều dài và chiều rộng của vật rắn
Sự nở ra khối - Sự gia tăng thể tích của chất rắn khi nung nóng

Ví dụ về các biện pháp phòng ngừa được thực hiện để chăm sóc sự giãn nở nhiệt

Khoảng trống được đưa ra và các con lăn được sử dụng ở một đầu của cây cầu
Các vòng lặp được cung cấp trong các đường ống kim loại mang khí nóng
Các khối bê tông cho vỉa hè và mặt đường được lát bằng các khe hở hoặc khe nối giữa chúng
Vành sắt được làm nhỏ hơn bánh xe một chút. Vành bị nóng và trượt bánh xe. Ngay lập tức nước lạnh được tưới lên đó

Sự giãn nở nhiệt trong chất lỏng

Hầu hết các chất lỏng nở ra khi nóng lên và co lại khi nguội đi. Nước, tuy nhiên, là một ngoại lệ. Trong khoảng từ 0 ° C đến 4 ° C nước co lại khi được làm nóng và trên 4 ° C nó nở ra, không giống như bất kỳ chất lỏng nào khác. Đây được gọi là sự giãn nở dị thường của nước. Sự nở ra của chất lỏng phụ thuộc chủ yếu vào bản chất của chất lỏng. Các chất lỏng khác nhau nở ra theo những lượng khác nhau. Nhiệt kế chất lỏng sử dụng tính chất của sự nở ra của chất lỏng.

Sự giãn nở nhiệt trong khí

Các chất khí nở ra khi sưởi ấm và co lại khi làm mát. Ví dụ: Lốp ô tô chứa đầy không khí có thể bị nổ trong những ngày hè. Điều này là do sự giãn nở của không khí khi chúng nóng lên khi xe chạy. Nhiệt kế khí sử dụng nguyên lý giãn nở của các chất khí khi đốt nóng.

nhiệt