Тепло і температура - Концепції
Фізика
Поняття
- Важлива термінологія -
ТЕПЛОВІ БЛОКИ
Калорійність: Калорія визначається як кількість енергії, необхідної для підвищення температури грам води на один градус Цельсія. Це еквівалентно 4,184 Джоуля. Якщо під час їжі ви підраховуєте «калорії», ви насправді вважаєте кілокалорії. Тобто "калорія", яка використовується для вимірювання енергії їжі, насправді становить тисячу калорій, які ми щойно визначили. (стільки про послідовність)
Британська теплова установка (BTU): BTU - це кількість енергії, необхідна для підвищення температури одного фунта води на один градус за Фаренгейтом. Це еквівалентно 1055 Джоулів. У Сполучених Штатах здатність печей нагрівати повітря шляхом додавання енергії та здатність кондиціонерів витягувати енергію з повітря виражається в BTU.
ЗАМОРОЖЕННЯ & КІПЕННЯ
Зазвичай буває так, що коли ви додаєте енергію до групи атомів, вони рухаються швидше і нагріваються. Подібним чином, якщо ви вилучаєте енергію з купу атомів, вони зазвичай менше рухаються і охолоджуються. Оскільки додавання теплової енергії зазвичай призводить до підвищення температури, люди часто плутають тепло і температуру. У звичайній мові два терміни означають одне і те ж: «я його нагрію» означає, що ви додасте тепла; "Я зігрію його" означає, що ви підвищите температуру. Зазвичай ніхто не заважає розрізнити опалення від потепління. Однак додавання тепла не завжди підвищує температуру. Наприклад, коли вода кипить, додавання тепла не підвищує її температуру. Це відбувається при температурі кипіння кожної речовини, яка може випаровуватися. При температурі кипіння додавання теплової енергії перетворює рідину в газ БЕЗ ПІДВИЩЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ.
ЗВОРОТНІ ЗВ'ЯЗКИ
Потік і збір контролюються за допомогою негативного зворотного зв'язку. Багато речей тече. Вода тече в канавах і трубах, електричний заряд протікає по проводах, повітря над крилами літака, а тепло переходить від гарячого до холодного. Швидкість, якою потік може заповнити контейнер, залежить від швидкості потоку, ефективного перерізу канави, труби або дроту. Можливо, більш цікавим є принцип негативного зворотного зв’язку. У цьому процесі управління регулюється мінливий стан якоїсь системи, щоб підтримувати її більш-менш постійною. Коли умова досягає певного встановленого максимуму, причина зміни вимикається або усувається.
ТЕПЛОВА ЕНЕРГІЯ
Зазвичай можна щось зігріти, додавши енергії. Додана енергія може бути отримана від світла, електрики, тертя, хімічної реакції, ядерної реакції або будь-якого іншого виду енергії. При першому додаванні до речовини енергія може концентруватися в одному атомі, але цей невдовзі вріжеться в інші і поширить енергію. Згодом кожен атом або молекула речовини рухатиметься трохи швидше. Коли додана енергія розподіляється по речовині, це потім називається тепловою енергією, тепловою енергією або просто теплою. Всі три терміни означають одне і те ж. Тепло є видом енергії, тому воно має одиниці енергії. У системі СІ це Джоулі. Багато інших одиниць вимірювання теплової енергії є загальновживаними. Калорії та BTU є загальноприйнятими тепловими одиницями.