Zjawiska cieplne

Wstęp do działu

Dział 4 skończył się zjeżdżalnią, która się grzeje. Energia mechaniczna ubyła, a nikt jej nie skasował — poszła „w ciepło". Teraz schodzimy piętro niżej: do temperatury, energii wewnętrznej i sposobów, w jakie energia wędrować może bez dźwigania wiader.

Czajnik, kaloryfer, lodówka, toster, herbata z łyżką, lód w szklance — to laboratorium w kuchni. Temperatura mówi, jak gorąco. Ciepło mówi, ile energii przepłynęło z powodu różnicy temperatur. Energia wewnętrzna to zapas schowany w chaotycznym ruchu cząsteczek. Trzy różne słowa. Mieszanie ich to najczęstszy błąd tego działu.

Nie liczymy tu, ile dżuli trzeba, by ogrzać kilogram wody o jeden stopień — to zostawiamy liceum. Tu: kelwiny, przewodniki i izolatory, obieg powietrza przy kaloryferze i sześć zmian stanu skupienia. Topnienie i wrzenie mają jedną dziwną cechę: dostarczasz energię, a termometr stoi.

Mapa pojęć działu

                    ZJAWISKA CIEPLNE
                            |
     ┌──────────┬───────────┴────────┬────────────────┐
 temperatura  energia            transport         zmiany stanu
  °C i K      wewnętrzna          ciepła           skupienia
  równowaga      |                   |                 |
  termiczna   praca LUB           przewodnictwo    topnienie ⇄ krzepnięcie
              ciepło              izolacja         parowanie ⇄ skraplanie
                 |                konwekcja        sublimacja ⇄ resublimacja
              T ↔ średnia E_k
              chaotycznego ruchu
                            |
              topnienie / wrzenie: ciepło płynie, T stała

Jednostki w tym dziale

• 5.1 Temperatura i skale — równowaga termiczna; Celsjusz i kelwin
• 5.2 Energia wewnętrzna — praca albo ciepło; temperatura a ruch cząsteczek
• 5.3 Przewodnictwo, izolacja, konwekcja — metal, drewno, styropian; kaloryfer
• 5.4 Zmiany stanów skupienia — sześć nazw; topnienie i wrzenie przy stałej $T$

---