În jurul nostru există fenomene care sunt externe, foarte indirect legate de mișcarea mecanică. Acestea sunt fenomenele observate când temperatura corpurilor se schimbă sau când se schimbă dintr-o stare (de exemplu, starea lichidă) în alta (solidă sau gazoasă). Astfel de fenomene se numesc fenomene termice. Fenomenele termice joacă un rol imens în viața oamenilor, animalelor și plantelor. Schimbarea temperaturii cu 20-30 ° C cu schimbarea sezonului schimbă totul în jurul nostru. Posibilitatea vieții pe Pământ depinde de temperatura ambiantă. Oamenii au obținut independență relativă față de mediu după ce au învățat cum să extragă și să mențină focul. Aceasta a fost una dintre cele mai mari descoperiri făcute în zorii dezvoltării umane.
Istoria dezvoltării ideilor despre natura fenomenelor termice este un exemplu al modului în care un adevăr științific este înțeles într-un mod complex și contradictoriu.
Mulți filozofi antici au privit focul și căldura asociate cu acesta ca unul dintre elementele care, împreună cu pământul, apa și aerul formează toate corpurile. În același timp, au fost făcute încercări de a lega căldura de mișcare, deoarece sa observat că atunci când corpurile se ciocnesc sau se freacă unul împotriva celuilalt, se încălzesc.
Primele succese pe calea construirii unei teorii științifice a căldurii aparțin începutul secolului al XVII-lea. când a fost inventat un termometru și a fost posibil să se studieze cantitativ procesele și proprietățile termice ale macrocomenzilor.
Din nou, a fost pusă întrebarea despre ce este căldura. Există două puncte de vedere opuse. Conform uneia dintre ele - teoria reală a căldurii, căldura a fost considerată ca un tip special de "lichid" fără greutate, capabil să curgă de la un corp la altul. Acest lichid se numește căldură. Cu cât este mai mare căldura în organism, cu atât este mai mare temperatura corpului.
Conform unui alt punct de vedere, căldura este un fel de mișcare internă a particulelor corpului. Cu cât particulele corpului se mișcă mai repede, cu atât este mai mare temperatura.
Astfel, ideea fenomenelor și proprietăților termale a fost asociată cu învățăturile atomiste ale filozofilor antice despre structura materiei. În cadrul acestor reprezentări, teoria căldurii a fost inițial numită corpusculară, de la cuvântul "corpuscul" (particula). A fost susținută de oamenii de știință: Newton, Guk, Boyle, Bernoulli.
O mare contribuție la dezvoltarea teoriei corpusulare a căldurii a fost făcută de marele om de știință rus M.V. Lomonosov. El considera căldura ca mișcarea de rotație a particulelor de materie. Cu ajutorul teoriei sale, el a explicat, în general, procesele de topire, evaporare și conducere a căldurii și, de asemenea, a ajuns la concluzia că există un "grad de răceală cel mai mare sau ultim" când mișcarea particulelor de materie încetează. Datorită muncii lui Lomonosov printre oamenii de știință ruși, au existat foarte puțini susținători ai teoriei reale a căldurii.
Cu toate acestea, în ciuda numeroaselor avantaje ale teoriei corpusulare a căldurii, până la mijlocul secolului al XVIII-lea, o victorie temporară a fost câștigată de teoria căldurii. Acest lucru sa întâmplat după conservarea experimentală a căldurii în timpul transferului de căldură. De aici sa ajuns la concluzia conservării (non-anihilarea) căldurii termice - căldurii. În teoria reală a fost introdus conceptul de capacitate termică a corpurilor și a fost construită o teorie cantitativă a conducerii căldurii. Mulți dintre termenii introduși la acea vreme au supraviețuit chiar și acum.
La mijlocul secolului al XIX-lea. a fost dovedită relația dintre munca mecanică și cantitatea de căldură. Ca și munca, cantitatea de căldură sa dovedit a fi o măsură a schimbării energiei. Corpul de încălzire nu este asociată cu o creștere a numărului de sale imponderabile „fluid“ speciale, și cu creșterea energiei. Principiul căldurii a fost înlocuit de o lege mult mai profundă a conservării energiei. Sa constatat că căldura este o formă de energie.
contribuție semnificativă la dezvoltarea teoriei fenomenelor termice și a proprietăților de macro-a făcut fizician german R. Clausius (1822-1888), fizicianul englez John. Maxwell, fizician austriac Ludwig Boltzmann (1844-1906) și alți oameni de știință.
Sa ajuns astfel ca natura fenomenelor termice să fie explicată în fizică în două moduri: abordarea termodinamică și teoria moleculare-cinetică a materiei.
Abordarea termodinamic consideră căldura dintr-o poziție a proprietăților macroscopice ale substanței (presiune, temperatură, volum, densitate etc.).
Teoria molecico-cinetică corelează cursul fenomenelor și proceselor termice cu caracteristicile structurii interne a materiei și studiază cauzele care determină mișcarea termică.
Deci, să luăm în considerare fenomenele termale din viața umană.
Încălzirea și răcirea, evaporarea și fierberea, topirea și solidificarea, condensarea sunt toate exemple de fenomene de căldură.
Principala sursă de căldură de pe Pământ este Soarele. Dar, în plus, oamenii folosesc multe surse artificiale de căldură: un incendiu, o aragaz, încălzirea apei, încălzitoare electrice și gaze etc.
Știți că dacă lăsați o lingură rece în ceaiul fierbinte, după o vreme se va încălzi. În acest ceai va da o parte din căldura sa, nu numai la lingura, ci și la aerul din jur. Din exemplu, este clar că căldura poate fi transferată de la un corp mai încălzit la corp mai puțin încălzit. Există trei moduri de a transfera conducerea căldurii - căldură, convecție, radiație.
Încălzirea lingurii în ceaiul fierbinte este un exemplu de conductivitate termică. Toate metalele au o conductivitate termică bună.
Convecția transferă căldura în lichide și gaze. Când încălzim apa într-o oală sau într-o fierbător, în primul rând straturile inferioare ale apei se încălzesc, devin mai ușoare și se grăbesc în sus, dând loc la apă rece. Convecția are loc în cameră când încălzirea este pornită. Aerul cald din baterie crește, iar frigul coboară.
Dar nici conductivitate, nici convectia nu pot fi explicate, cum ar fi îndepărtat de la noi soarele încălzește Pământul. În acest caz, căldura este transmisă prin spațiul fără aer prin radiație (raze de căldură).
Pentru măsurarea temperaturii este folosit un termometru. În viața obișnuită, utilizați o cameră sau un termometru medical.
Când vorbim despre temperatura Celsius, înțelegem o scară de temperatură în care 0 ° C corespunde punctului de congelare al apei și 100 ° C este punctul de fierbere.
În unele țări (SUA, Marea Britanie) utilizați scara Fahrenheit. În el, 212 ° F corespunde la 100 ° C. Transferul temperaturii de la o scară la alta nu este foarte simplu, dar dacă este necesar, fiecare dintre voi poate să-l efectueze singur. Pentru a traduce temperatură temperatură Celsius în Fahrenheit, înmulțiți temperatura Celsius la 9, împărțită la 5 și se adaugă 32. Pentru a face o tranziție inversă de la temperatura scade Fahrenheit trebuie 32 de reziduuri înmulțit cu 5 și împărțit în 9.
În fizică și astrofizică este adesea folosită o altă scală - scala Kelvin. În ea, 0 este cea mai mică temperatură în natură (zero absolută). Aceasta corespunde la -273 ° C. Unitatea din această scală este Calvin (K). Pentru a traduce Celsius a temperaturii în grade Kelvin la grade Celsius este necesară pentru a adăuga 273. De exemplu, 100 ° Celsius și 373 grade Kelvin K. translație inversă trebuie să se scade 273. De exemplu, K 0 este -273 ° C
Este util să știm că temperatura pe suprafața soarelui este de 6000 K, iar interiorul - 15 000 000 K. Temperatura în spațiul cosmic, departe de stele, este aproape de zero.
În natură, suntem martorii fenomenelor de căldură, dar uneori nu acordăm atenție esenței lor. De exemplu, ploua în vară și zăpadă în timpul iernii. Pe frunze se formează roua. Apare ceata.
Cunoașterea fenomenelor termice, ajutând oamenii să proiecteze încălzitoare pentru case, motoare termice (motoare cu ardere interna, turbine cu abur, motoare cu reacție, etc ...), pentru a prezice vremea, de metal de topire, pentru a crea izolare termică și materiale rezistente la căldură, care sunt folosite peste tot - de la construirea de case la nave spatiale.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: