ሁሉም ንጥረ ነገሮች ውስጣዊ ጉልበት አላቸው። ይህ ዋጋ በበርካታ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ተለይቶ የሚታወቅ ሲሆን ከእነዚህም መካከል ለማሞቅ ልዩ ትኩረት መስጠት አለበት. ይህ መጠን የአንድ ንጥረ ነገር ሞለኪውሎች መስተጋብር ኃይሎችን የሚገልጽ ረቂቅ የሂሳብ እሴት ነው። የሙቀት መለዋወጫ ዘዴን መረዳቱ ንጥረ ነገሮችን በማቀዝቀዝ እና በማሞቅ ወቅት ምን ያህል ሙቀት እንደተለቀቀ እንዲሁም በሚቃጠሉበት ጊዜ ለሚነሱ ጥያቄዎች መልስ ለመስጠት ይረዳል።
የሙቀት ክስተት ግኝት ታሪክ
በመጀመሪያ የሙቀት ማስተላለፍ ክስተት በጣም ቀላል እና ግልጽ በሆነ መልኩ ተገልጿል፡ የአንድ ንጥረ ነገር ሙቀት ከጨመረ ሙቀትን ይቀበላል እና በሚቀዘቅዝበት ጊዜ ወደ አካባቢው ይለቀቃል. ይሁን እንጂ ሙቀት ከሶስት መቶ ዓመታት በፊት እንደታሰበው ግምት ውስጥ የሚገባው ፈሳሽ ወይም የሰውነት አካል አይደለም. ሰዎች ቁስ አካል ሁለት ክፍሎችን እንደሚይዝ በዋህነት ያምኑ ነበር፡ የራሱ ሞለኪውሎች እና ሙቀት። አሁን ጥቂት ሰዎች በላቲን "ሙቀት" የሚለው ቃል "ድብልቅ" ማለት እንደሆነ ያስታውሳሉ, እና ለምሳሌ, ስለ ነሐስ "የቆርቆሮ እና የመዳብ ሙቀት" ብለው ተናግረዋል.
በ17ኛው ክፍለ ዘመን ሁለት መላምቶች ታዩየሙቀት እና የሙቀት ማስተላለፊያ ክስተትን በግልፅ ሊያብራራ ይችላል. የመጀመሪያው በ 1613 በጋሊሊዮ የቀረበ ነው. የእሱ አገላለጽ "ሙቀት ወደ ማናቸውም አካል ውስጥ ዘልቆ የሚገባ ያልተለመደ ንጥረ ነገር ነው." ጋሊልዮ ይህን ንጥረ ነገር ካሎሪ ብሎታል። ካሎሪክ ሊጠፋ ወይም ሊፈርስ እንደማይችል ነገር ግን ከአንዱ አካል ወደ ሌላው የመተላለፍ ችሎታ እንዳለው ተከራክሯል. በዚህ መሠረት በእቃው ውስጥ ያለው የካሎሪክ መጠን እየጨመረ በሄደ መጠን የሙቀት መጠኑ ይጨምራል።
ሁለተኛው መላምት በ1620 ታየ፣ እና በፈላስፋው ባኮን የቀረበ ነው። በመዶሻው ኃይለኛ ምት ብረቱ ሲሞቅ አስተዋለ። ይህ መርህ እንዲሁ እሳትን በግጭት በሚያቀጣጥልበት ጊዜ የሚሰራ ሲሆን ይህም ቤከን ስለ ሙቀት ሞለኪውላዊ ተፈጥሮ እንዲያስብ አድርጓል። አንድ አካል ሜካኒካል በሚነካበት ጊዜ ሞለኪውሎቹ እርስ በርሳቸው መደባደብ እንደሚጀምሩ፣ የእንቅስቃሴውን ፍጥነት እንደሚጨምሩ እና የሙቀት መጠኑን እንደሚጨምሩ ተከራክረዋል።
የሁለተኛው መላምት ውጤት ሙቀት የአንድ ንጥረ ነገር ሞለኪውሎች እርስ በርስ በሚያደርጉት ሜካኒካል እርምጃ ውጤት ነው የሚል ድምዳሜ ነበር። ለረጅም ጊዜ ሎሞኖሶቭ ይህንን ፅንሰ-ሀሳብ ለማረጋገጥ እና በሙከራ ለማረጋገጥ ሞክሯል።
ሙቀት የቁስ የውስጥ ሃይል መለኪያ ነው
ዘመናዊ ሳይንቲስቶች የሚከተለው መደምደሚያ ላይ ደርሰዋል፡ የሙቀት ኃይል የቁስ ሞለኪውሎች መስተጋብር ውጤት ማለትም የሰውነት ውስጣዊ ጉልበት ነው። የንጥሎች እንቅስቃሴ ፍጥነት በሙቀት መጠን ላይ የተመሰረተ ነው, እና የሙቀቱ መጠን ከእቃው ብዛት ጋር በቀጥታ የተመጣጠነ ነው. ስለዚህ, አንድ የውሃ ባልዲ ከተሞላው ኩባያ የበለጠ የሙቀት ኃይል አለው. ሆኖም ፣ የሞቀ ፈሳሽ ማንኪያከቀዝቃዛ ገንዳ ያነሰ ሙቀት ሊኖረው ይችላል።
በ17ኛው ክፍለ ዘመን በጋሊልዮ የቀረበው የካሎሪክ ቲዎሪ በሳይንቲስቶች ጄ. ጁል እና ቢ. ራምፎርድ ውድቅ ተደረገ። የሙቀት ሃይል ምንም አይነት ክብደት እንደሌለው እና የሚታወቀው በሞለኪውሎች ሜካኒካል እንቅስቃሴ ብቻ መሆኑን አረጋግጠዋል።
አንድ ንጥረ ነገር በሚቃጠልበት ጊዜ ምን ያህል ሙቀት ይወጣል? የተወሰነ የካሎሪክ እሴት
ዛሬ፣ አተር፣ ዘይት፣ የድንጋይ ከሰል፣ የተፈጥሮ ጋዝ ወይም እንጨት ሁለንተናዊ እና በስፋት ጥቅም ላይ የዋሉ የሃይል ምንጮች ናቸው። እነዚህ ንጥረ ነገሮች ሲቃጠሉ የተወሰነ መጠን ያለው ሙቀት ይለቀቃል, ይህም ለማሞቅ, ለመጀመር ዘዴዎች, ወዘተ. ይህ እሴት በተግባር እንዴት ሊሰላ ይችላል?
ለዚህ፣ የተወሰነ የቃጠሎ ሙቀት ጽንሰ-ሀሳብ ቀርቧል። ይህ ዋጋ 1 ኪሎ ግራም አንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር በሚቃጠልበት ጊዜ በሚወጣው የሙቀት መጠን ይወሰናል. እሱ በ q ፊደል ይገለጻል እና በጄ / ኪ.ግ ይለካል. ከታች ለአንዳንድ በጣም የተለመዱ ነዳጆች የq እሴቶች ሠንጠረዥ አለ።
ሞተሮች ሲገነቡ እና ሲሰላ መሐንዲሱ የተወሰነ መጠን ያለው ንጥረ ነገር ሲቃጠል ምን ያህል ሙቀት እንደሚለቀቅ ማወቅ አለበት። ይህንን ለማድረግ ፎርሙላውን Q=qm በመጠቀም ቀጥተኛ ያልሆኑ መለኪያዎችን መጠቀም ይችላሉ ፣እዚያም Q የእቃው የቃጠሎ ሙቀት ፣ q የቃጠሎው የተወሰነ ሙቀት (የጠረጴዛ እሴት) እና m የተሰጠው ክብደት ነው።
በቃጠሎ ጊዜ የሙቀት መፈጠር ኬሚካላዊ ትስስር በሚፈጠርበት ጊዜ በሃይል መለቀቅ ክስተት ላይ የተመሰረተ ነው። በጣም ቀላሉ ምሳሌ በውስጡ የያዘው የካርቦን ማቃጠል ነውበማንኛውም ዓይነት ዘመናዊ ነዳጅ. ካርቦን በከባቢ አየር ውስጥ ይቃጠላል እና ከኦክሲጅን ጋር በመዋሃድ ካርቦን ዳይኦክሳይድ ይፈጥራል. የኬሚካላዊ ትስስር ምስረታ የሚካሄደው የሙቀት ኃይል ወደ አካባቢው በሚለቀቅበት ጊዜ ነው, እናም የሰው ልጅ ይህን ኃይል ለራሱ ዓላማ ለመጠቀም ተጣጥሟል.
እንደ አለመታደል ሆኖ፣ እንደ ዘይት ወይም አተር ያሉ ጠቃሚ ሀብቶችን ያለ ግምት ወጪ ማውጣት የእነዚህን ነዳጆች ምርት ምንጮች በቅርቡ እንዲሟጠጡ ሊያደርግ ይችላል። በአሁኑ ጊዜ የኤሌክትሪክ ዕቃዎች እና አዳዲስ የመኪና ሞዴሎች እየታዩ ነው ፣ አሠራሩም እንደ የፀሐይ ብርሃን ፣ ውሃ ወይም የምድር ንጣፍ ኃይል ባሉ አማራጭ የኃይል ምንጮች ላይ የተመሠረተ ነው።
ሙቀት ማስተላለፍ
በአካል ውስጥ ወይም ከአንድ አካል ወደ ሌላ የሰውነት ሙቀት የመለዋወጥ ችሎታ የሙቀት ማስተላለፊያ ይባላል። ይህ ክስተት በድንገት አይከሰትም እና በሙቀት ልዩነት ብቻ ይከሰታል. በጣም ቀላል በሆነ ሁኔታ የሙቀት ሃይል ከሙቀቱ ወደ ሞቃታማ አካል ይተላለፋል ሚዛናዊነት እስኪፈጠር ድረስ።
የሙቀት ማስተላለፊያ ክስተት እንዲከሰት አካላት መገናኘት የለባቸውም። ያም ሆነ ይህ፣ ሚዛናዊነት መመስረት በሚታሰቡት ነገሮች መካከል በትንሽ ርቀት ላይ ሊከሰት ይችላል፣ ነገር ግን በሚገናኙበት ጊዜ በበለጠ ፍጥነት።
የሙቀት ማስተላለፊያ በሶስት ዓይነቶች ሊከፈል ይችላል፡
1። Thermal conductivity።
2። ኮንቬሽን።
3። የጨረር ልውውጥ።
Thermal conductivity
ይህ ክስተት በአተሞች ወይም በቁስ ሞለኪውሎች መካከል ያለውን የሙቀት ሃይል በማስተላለፍ ላይ የተመሰረተ ነው። ምክንያትማስተላለፍ - የሞለኪውሎች ምስቅልቅል እንቅስቃሴ እና የማያቋርጥ ግጭት። በዚህ ምክንያት ሙቀት ከአንድ ሞለኪውል ወደ ሌላው በሰንሰለቱ በኩል ያልፋል።
የሙቀት ማስተላለፊያ (thermal conductivity) ክስተት የሚስተዋለው ማንኛውም የብረት ነገር ሲቀልጥ፣ በላይኛው ላይ ያለው መቅላት በደንብ ሲሰራጭ እና ቀስ በቀስ እየደበዘዘ ሲሄድ (በአካባቢው የተወሰነ የሙቀት መጠን ሲወጣ)።
ኤፍ። ፎሪየር የሙቀት ፍሰትን ቀመር አገኘ፣ ይህም የአንድ ንጥረ ነገር የሙቀት መቆጣጠሪያ ደረጃ ላይ ተጽእኖ ያላቸውን ሁሉንም መጠኖች ሰብስቧል (ከዚህ በታች ያለውን ስእል ይመልከቱ)።
በዚህ ፎርሙላ Q/t የሙቀት ፍሰት ነው፣ λ የሙቀት ማስተላለፊያ ቅንጅት ነው፣ ኤስ የመስቀለኛ ክፍል ነው፣ ቲ/X በሰው አካል ጫፎች መካከል ያለው የሙቀት ልዩነት ሬሾ ነው። የተወሰነ ርቀት።
Thermal conductivity የሠንጠረዥ እሴት ነው። የመኖሪያ ሕንፃን ወይም የሙቀት መከላከያ መሳሪያዎችን በሚሸፍኑበት ጊዜ ተግባራዊ ጠቀሜታ አለው.
የጨረር ሙቀት ማስተላለፊያ
ሌላ የሙቀት ማስተላለፊያ መንገድ፣ እሱም በኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ክስተት ላይ የተመሰረተ። ከኮንቬክሽን እና የሙቀት ማስተላለፊያው ልዩነት የኃይል ማስተላለፊያው በቫኩም ውስጥ ሊከሰት ስለሚችል ነው. ነገር ግን፣ እንደ መጀመሪያው ሁኔታ፣ የሙቀት ልዩነት ያስፈልጋል።
የጨረር ልውውጥ በዋነኛነት ለኢንፍራሬድ ጨረሮች ተጠያቂ የሆነው የሙቀት ኃይልን ከፀሐይ ወደ ምድር ገጽ የማስተላለፍ ምሳሌ ነው። ምን ያህል ሙቀት በምድር ላይ እንደሚደርስ ለማወቅ, በርካታ ጣቢያዎች ተገንብተዋል, ይህምበዚህ አመላካች ላይ ያለውን ለውጥ ተቆጣጠር።
Convection
የአየር ፍሰት ተለዋዋጭ እንቅስቃሴ ከሙቀት ማስተላለፍ ክስተት ጋር በቀጥታ የተያያዘ ነው። ለፈሳሽ ወይም ለጋዝ ምንም ያህል ሙቀት ብንሰጥም የንጥረቱ ሞለኪውሎች በፍጥነት መንቀሳቀስ ይጀምራሉ። በዚህ ምክንያት የአጠቃላይ ስርዓቱ ግፊት ይቀንሳል, እና መጠኑ, በተቃራኒው ይጨምራል. የሞቃት አየር ሞገድ ወይም ሌሎች ጋዞች ወደ ላይ የሚንቀሳቀሱበት ምክንያት ይህ ነው።
በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ የኮንቬክሽን ክስተትን የመጠቀም ቀላሉ ምሳሌ ክፍሉን በባትሪ ማሞቅ ሊባል ይችላል። በምክንያት ከክፍሉ ግርጌ ላይ ተቀምጠዋል ነገርግን የሚሞቀው አየር ለማንሳት የሚያስችል ቦታ እንዲኖረው ይህም በክፍሉ ዙሪያ ወደ ፍሰቱ ስርጭት ይመራል።
ሙቀት እንዴት ሊለካ ይችላል?
የማሞቂያ ወይም የማቀዝቀዣ ሙቀት በሒሳብ የሚሰላው ልዩ መሣሪያ - ካሎሪሜትር በመጠቀም ነው። መጫኑ በውሃ የተሞላ ትልቅ ሙቀት-የተገጠመ ዕቃ ይወክላል. የመካከለኛውን የመጀመሪያ የሙቀት መጠን ለመለካት ቴርሞሜትር ወደ ፈሳሽ ውስጥ ይወርዳል። ከዚያም የተመጣጠነ ሁኔታ ከተፈጠረ በኋላ የፈሳሹን የሙቀት ለውጥ ለማስላት የሞቀ አካል ወደ ውሃ ውስጥ ይወርዳል።
t በመጨመር ወይም በመቀነስ፣ አካባቢው የሰውነትን ሙቀት ለማሞቅ ምን ያህል መጠቀም እንዳለበት ይወስናል። ካሎሪሜትር የሙቀት ለውጦችን መመዝገብ የሚችል በጣም ቀላሉ መሳሪያ ነው።
እንዲሁም ካሎሪሜትር በመጠቀም በማቃጠል ጊዜ ምን ያህል ሙቀት እንደሚለቀቅ ማስላት ይችላሉ።ንጥረ ነገሮች. ይህንን ለማድረግ "ቦምብ" በውሃ የተሞላ እቃ ውስጥ ይቀመጣል. ይህ "ቦምብ" የሙከራው ንጥረ ነገር የሚገኝበት የተዘጋ ዕቃ ነው. ለእሳት ልዩ ኤሌክትሮዶች ከእሱ ጋር ተያይዘዋል, እና ክፍሉ በኦክሲጅን የተሞላ ነው. ቁሱ ሙሉ በሙሉ ከተቃጠለ በኋላ የውሀው ሙቀት ለውጥ ይመዘገባል::
በእንደዚህ አይነት ሙከራዎች ወቅት የሙቀት ሃይል ምንጮች ኬሚካላዊ እና ኒውክሌር ምላሾች እንደሆኑ ተረጋግጧል። የኑክሌር ምላሾች የሚከናወኑት በምድራችን ጥልቅ ንጣፎች ውስጥ ነው ፣ ይህም ለፕላኔቷ ሁሉ ዋና የሙቀት ማከማቻ ይመሰርታል። እንዲሁም በሰዎች በኒውክሌር ውህደት ሃይል ለማመንጨት ይጠቅማሉ።
የኬሚካላዊ ግብረመልሶች ምሳሌዎች በሰው ልጅ የምግብ መፍጫ ሥርዓት ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች ማቃጠል እና ፖሊመሮች ወደ ሞኖመሮች መከፋፈል ናቸው። በአንድ ሞለኪውል ውስጥ ያለው የኬሚካል ቦንድ ጥራት እና መጠን ምን ያህል ሙቀት በመጨረሻ እንደሚለቀቅ ይወስናል።
ሙቀት እንዴት ይለካል?
የሙቀት አሃድ በአለምአቀፍ SI ሲስተም ውስጥ ጁል (ጄ) ነው። እንዲሁም በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ ከስርዓት ውጭ ክፍሎች - ካሎሪዎች. 1 ካሎሪ በአለም አቀፍ ደረጃ 4.1868 J እና በቴርሞኬሚስትሪ ላይ የተመሰረተ 4.184 J እኩል ነው። ቀደም ሲል በሳይንቲስቶች እምብዛም የማይጠቀሙበት btu btu ነበረ። 1 BTU=1.055 ጄ.
