Тепло

Тепло — это энергия механических колебаний частиц вещества. Даже холодные предметы обладают тепловой энергией, потому что их атомы пребывают в постоянном движении. Когда мы мерзнем, мы начинаем двигаться, чтобы согреться и ускорить движение наших атомов. Энергия в природе находится в постоянном изменении: световая может трансформироваться в химическую (например, при фотосинтезе), звуковая может стать тепловой, тепловая световой и т. д.

Откуда берется тепло?

Самый сильный естественный источник тепла это Солнце. Средняя температура на его поверхности составляет 6000 °С. Это в 400 раз выше средней температуры поверхности Земли. На кухне нам необходимо тепло, чтобы преобразовать сырые продукты в легко усваиваемую пищу. Для этого мы пользуемся газовой или электрической печкой. До изобретения печек, обогревателей и духовок, работающих на газе и электроэнергии, люди получали необходимое для приготовления пищи тепло, сжигая дрова и уголь. Такие транспортные средства как автомобили двигаются благодаря теплу, которое выделятся при сжигании топлива — бензина или дизельного топлива. Такие устройства как точилка для ножей или электропила выделяют тепло в процессе работы благодаря трению. Наш организм получает тепловую энергию из пищи, которую мы едим. Но изначально источником всего этого тепла является Солнце. Даже тепло раскаленной магмы в конечном итоге результат деятельности Солнца.

Тепловая энергия, вырабатывающаяся при сгорании спички, производит видимый свет. Зажженная спичка служит для поджигания фитиля свечи. Как только фитиль загорается, он начинает производить тепло. Часть этой тепловой энергии преобразуется в энергию света, который мы видим. Другая часть энергии уходит на расплавление воска

Как измерить тепло?

Тепло, или температуру, можно измерить термометром. Термометр представляет собой стеклянную трубку, на конце которой находится пузырек с ртутью. На трубку нанесена шкала с цифрами. Ртуть в пузырьке нагревается от соприкосновения с чем-нибудь горячим. В результате ртуть расширяется и поднимается по трубке вверх. Если мы не больны и находимся в состоянии покоя, то столбик ртути остановится на отметке 36,6 °С. Когда мы болеем и у нас жар, ртуть поднимается выше, и врач узнает, какая у нас температура.

Для чего используется тепловая энергия?

Мы каждый день пользуемся тепловой энергией. Такие приборы как электрические печки, тостеры, фены и электрические лампочки преобразуют электроэнергию в энергию тепла Когда вы кипятите воду, тепловая энергия, производимая печкой, заставляет молекулы кастрюли быстрее двигаться. Кастрюля разогревается и в свою очередь ускоряет движение молекул находящейся в ней воды. Вот почему вода начинает нагреваться только после того, как нагреется кастрюля. Тепловая энергия проделывает для нас огромную работу. Первые поезда работали на тепловой энергии, получаемой при сжигании угля.

Одно из самых распространенных применений тепловой энергии — это приготовление пищи. Тепло служит причиной химических изменений, благодаря которым сырые продукты превращаются в приготовленные

Каким образом тепло передается от одного предмета к другому?

Тепло может передаваться благодаря теплопроводности, конвекции и тепловому излучению. Теплопроводность обусловлена тем, что молекулы механически заставляют колебаться соседей. Когда два предмета оказываются рядом, тепло проводится от более горячего предмета к более холодному. Конвекция происходит, когда источник тепла нагревает жидкость или газ, внутри которых начинается циркуляция больших масс вещества. Таким образом нагревается вода. Тепловое излучение — это прямая передача тепла по принципу работы лучей Солнца. Прямые лучи Солнца могут представлять опасность, потому что в них присутствуют ультрафиолетовые лучи, способные повредить нашу кожу.

Микроволновое излучение проходит сквозь объект, находящийся внутри печи. Микроволны заставляют молекулы колебаться быстрее. В результате продукт нагревается и пища готова

Как разжечь огонь?

При трении двух предметов друг о друга выделяется тепло. Иногда его бывает достаточно, чтобы разжечь костер без спичек. До изобретения спичек люди ударяли друг о друга кусочки кремния. Даже сегодня, зажигая спичку, вы трете ее о коробку, и трение заставляет ее вспыхнуть.

Внутри твердых тел тепло передается за счет теплопроводности. Большинство металлов являются хорошими проводниками тепла, в то время как дерево плохо проводит тепло. Поэтому сковородки изготовляют из металла, но ручки у них часто бывают деревянными. Как показано на рисунке, при конвекции нагретые потоки расширяются и всплывают, так как они легче, чем холодные. Передача тепла путем излучения происходит во всех направлениях

Что такое термодинамика?

Это раздел физики, изучающий превращение теплоты и других форм энергии.

Почему, нагреваясь, предметы расширяются?

Нагреваясь, твердые тела, жидкости и газы расширяются, потому что составляющие их молекулы начинают двигаться быстрее и буквально «расталкивают» друг друга. Быстрым молекулам требуется больше места, поэтому промежутки между ними увеличиваются.

Что такое точка кипения?

Температура, при которой жидкость переходит в газообразное состояние, называется точкой кипения. Точка плавления вещества — это температура, при которой оно из твердого состояния переходит в жидкое.

Какие вещества хорошо проводят тепло?

Лучшими проводниками тепла являются металлы. Поэтому кастрюли и сковородки делают из металла, чтобы они быстро нагревались на плите. Дерево и пластик плохо проводят тепло. Поэтому ручки кухонных принадлежностей часто изготовляют из дерева, чтобы мы не обожглись.