Kefalaio6 b gymnasiou

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6μ ΘΕΡΜΟΣΗΣΑ 6.1 Θενμόμεηνα θαη μέηνεζε ζενμμθναζίαξ 1. Τη μκμμάδεηαη ζενμμθναζία; Σμ θοζηθό μέγεζμξ πμο εθθνάδεη πόζμ δεζηό ή θνύμ είκαη έκα ζώμα μκμμάδεηαη ζενμμθναζία.

2. Πωξ μεηνάμε ηε ζενμμθναζία; Σε ζενμμθναζία ηε μεηνάμε με όνγακα ηα μπμία μκμμάδμκηαη ζενμόμεηνα. Η ιεηημονγία ηςκ ζενμμμέηνςκ βαζίδεηαη ζηε μεηαβμιή ηςκ ηδημηήηςκ μνηζμέκςκ οιηθώκ, όηακ μεηαβάιιεηαη ε ζενμμθναζία ημοξ. π.π. ζημ οδνανγονηθό ζενμόμεηνμ όηακ μεηαβάιιεηαη ε ζενμμθναζία ημο οδνανγύνμο, εθείκμξ δηαζηέιιεηαη ή ζοζηέιιεηαη, με απμηέιεζμα κα μεηαβάιιεηαη ημ μήθμξ ηεξ ζηήιεξ ημο οδνανγύνμο ζημ ζενμόμεηνμ.

3. Τη γκωνίδεηε γηα ηεκ θιίμαθα Κειζίμο; Η θαηαζθεοή ηεξ θιίμαθαξ αοηήξ ζηενίπζεθε ζε δύμ ζηαζενέξ ζενμμθναζίεξ. Σμ μεδέκ (00C) ηεξ θιίμαθαξ ακηηζημηπεί ζηε ζηαζενή ζενμμθναζία πμο ιηώκεη μ θαζανόξ πάγμξ ζε πίεζε μηαξ αημόζθαηναξ. Σμ εθαηό (1000C) ηεξ θιίμαθαξ ακηηζημηπεί ζηε ζηαζενή ζενμμθναζία ζηεκ μπμία βνάδεη ημ θαζανό κενό ζε πίεζε μηαξ αημόζθαηναξ. Χςνίδμκηαξ ηεκ απόζηαζε ακάμεζα ζηηξ εκδείλεηξ μεδέκ θαη εθαηό ζημ ζενμόμεηνμ ζε εθαηό ίζεξ οπμδηαηνέζεηξ, βαζμμκμμμύμε ημ ζενμόμεηνμ ώζηε θάζε οπμδηαίνεζε κα ακηηζημηπεί ζε μεηαβμιή ζενμμθναζίαξ θαηά έκα βαζμό Κειζίμο. Θενμμθναζία θάης από μεδέκ βαζμμύξ Κειζίμο παναθηενίδμκηαη ςξ ανκεηηθέξ.

4.Τη γκωνίδεηε γηα ηεκ θιίμαθα Φανεκάηη; Ο Φανεκάηη ζέιεζε κα θαηαζθεοάζεη μηα κέα θιίμαθα με ηεκ μπμία κα μεηνάεη ζενμμθναζίεξ ε μπμία δεκ ήζειε κα έπεη ανκεηηθέξ εκδείλεηξ. Γηα ημ ζθμπό αοηό όνηζε ςξ μεδέκ ζηεκ θιίμαθα ημο, ηε παμειόηενε ζενμμθναζία ηεκ μπμία μπόνεζε κα πεηύπεη ζημ ενγαζηήνημ ημο: ηε ζενμμθναζία εκόξ μίγμαημξ ίζςκ πμζμηήηςκ από πάγμ, κενό θαη ζαιαζζηκό αιάηη. ΢ηε ζοκέπεηα όνηζε ηε ζενμμθναζία ημο ογημύξ ζώμαημξ ςξ 96 βαζμμύξ ζηεκ θιίμαθα ημο. Με βάζε ηα παναπάκς ε ζπέζε ακάμεζα ζηε ζενμμθναζία Φανεκάηη TF θαη ζηε ζενμμθναζία ηεξ θιίμαθαξ Κειζίμο TC δηαμμνθώκεηαη ςξ ελήξ:

TF  32  1,8Tc

Η μεηαβμιή θαηά 10 C ηζμδοκαμεί με μεηαβμιή θαηά 1,80 F

5.Τη είκαη ημ απόιοημ μεδέκ; Η παμειόηενε ζενμμθναζία πμο μπμνεί κα οπάνλεη ζημ ζύμπακ μκμμάδεηαη απόιοημ μεδέκ θαη ηζμδοκαμεί με 2730 C .

86

6.Τη είκαη ε απόιοηε θιίμαθα ζενμμθναζηώκ- Κιίμαθα Κέιβηκ; Οη επηζηήμμκεξ με βάζε ηεκ ζενμμθναζία ημο απόιοημο μεδεκόξ δεμημύνγεζακ μηα κέα θιίμαθα ζενμμθναζηώκ ζηεκ μπμία έζεζακ ςξ μεδέκ ηε ζενμμθναζία ημο απόιοημο μεδεκόξ. Επμμέκςξ ε απόιοηε θιίμαθα ζενμμθναζηώκ ή θιίμαθα Κέιβηκ όπςξ μκμμάδεηαη έπεη μόκμ ζεηηθέξ εκδείλεηξ. Η ζπέζε πμο ζοκδέεη ηεκ απόιοηε θιίμαθα ζενμμθναζηώκ TK με ηεκ θιίμαθα Κειζίμο TC είκαη:

TK  273  Tc Η μεηαβμιή θαηά 10 C ηζμδοκαμεί με μεηαβμιή θαηά 1K

4. Αζθήζεηξ 1. Να μεηαηνέρεηε ηηξ παναθάης ζενμμθναζίεξ ζε Κέιβηκ α)400C, β)600 C, γ) -880C 2. Να μεηαηνέρεηε ηηξ παναθάης ζενμμθναζίεξ ζε Κειζίμο α) 27Κ, β)160Κ, γ) 243Κ 3. Να ζομπιενώζεηε ημκ πίκαθα Θ(0C) Σ(Κ) 310 27

Σ(0F)

-36

87

6.2 Θενμόηεηα: Μηα μμνθή εκένγεηαξ 1.Τη μκμμάδεηαη ζενμόηεηα; Θενμόηεηα μκμμάδμομε ηε μμνθή εκένγεηαξ πμο μεηαθένεηαη από έκα ζώμα ζε έκα άιιμ ιόγω ηεξ δηαθμνάξ ζενμμθναζίαξ μεηαλύ ηωκ δύμ ζωμάηωκ. Η ζενμόηεηα μεηαθένεηαη από ημ ζώμα μεγαιύηενεξ ζενμμθναζίαξ, ζημ ζώμα μηθνόηενεξ ζενμμθναζίαξ θαη πμηέ ακηίζηνμθα. Η ζενμόηεηα είκαη μμνθή εκένγεηαξ θαη άνα μμκάδα μέηνεζεξ ηεξ είκαη ημ 1J.

2. Είκαη ζωζηό κα ιέμε όηη έκα ζώμα έπεη ζενμόηεηα; Η ύιε μπμνεί έπεη εκένγεηα ζε δηάθμνεξ μμνθέξ (θηκεηηθή, δοκαμηθή θηι.) δεκ μπμνεί κα έπεη όμωξ ζενμόηεηα. Η ζενμόηεηα είκαη μμνθή εκένγεηαξ πμο μεηαθένεηαη ιόγς ηεξ δηαθμνάξ ζενμμθναζίαξ ακάμεζα ζε δύμ ζώμαηα. Η ζενμόηεηα μεηαθένεηαη δεκ απμζεθεύεηαη. Παναηήνεζε: Η εκένγεηα μεηαθένεηαη από έκα ζώμα ζε έκα άιιμ ή μεηαηνέπεηαη από μηα μμνθή ζε μία άιιε με δύμ ηνόπμοξ: -

με μμνθή ένγμο W (όηακ οπάνπμοκ δοκάμεηξ) με μμνθή ζενμόηεηαξ Q (ιόγς δηαθμνάξ ζενμμθναζίαξ)

Σμ ένγμ W θαη ε ζενμόηεηα Q είκαη μμνθέξ εκένγεηαξ πμο δεκ απμζεθεύμκηαη αιιά μεηαθένμκηαη από έκα ζώμα ζε έκα άιιμ.

3.Πόηε ιέμε όηη δύμ ζώμαηα είκαη ζε ζενμηθή επαθή; Δύμ ζώμαηα ιέμε όηη είκαη ζε ζενμηθή επαθή όηακ είκαη δοκαηόκ κα μεηαθενζεί ζενμόηεηα από ημ έκα ζημ άιιμ. Όηακ δύμ ζώμαηα είκαη ζε ζενμηθή επαθή, ε ζενμόηεηα μεηαθένεηαη από ημ ζώμα μεγαιύηενεξ ζενμμθναζίαξ, ζημ ζώμα μηθνόηενεξ ζενμμθναζίαξ. Επμμέκςξ ε ζενμμθναζία ημο ζενμόηενμο ζώμαημξ ειαηηώκεηαη θαη ημο ροπνόηενμο αολάκεη. Η δηαδηθαζία αοηή ζοκεπίδεηαη μέπνηξ όημο ηα ζώμαηα κα ένζμοκ ζε ζενμηθή ηζμννμπία.

4.Πόηε ιέμε όηη δύμ ζώμαηα είκαη ζε ζενμηθή ηζμννμπία; Δύμ ζώμαηα πμο είκαη ζε ζενμηθή επαθή ιέμε όηη είκαη ζε ζενμηθή ηζμννμπία όηακ δεκ οπάνπεη νμή ζενμόηεηαξ από ημ έκα ζημ άιιμ μπόηε ηα ζώμαηα έπμοκ ηεκ ίδηα ζενμμθναζία.

- Σμ ζενμόμεηνμ δείπκεη ηε ζςζηή ζενμμθναζία εκόξ ζώμαημξ μόκμ όηακ βνίζθεηαη ζε ζενμηθή ηζμννμπία ζε αοηό

88

5.Μπμνεί κα οπάνλεη μεηαβμιή ζηε ζενμμθναζία εκόξ ζώμαημξ πωνίξ κα οπάνλεη μεηαθμνά ζενμόηεηαξ; Όπςξ είπαμε μεηαθμνά ζενμόηεηαξ έπμομε μόκμ όηακ ακάμεζα ζε δύμ ζώμαηα πμο είκαη ζε ζενμηθή επαθή οπάνπεη θαη δηαθμνά ζενμμθναζίαξ. Όηακ οπάνπεη μεηαθμνά ζενμόηεηαξ οπάνπεη θαη μεηαβμιή ζηε ζενμμθναζία ηςκ ζςμάηςκ πμο είκαη ζε ζενμηθή επαθή. Πμιιέξ θμνέξ όμςξ μπμνεί κα αολεζεί ε ζενμμθναζία ηςκ ζςμάηςκ, πςνίξ κα έπμομε μεηαθμνά ζενμόηεηαξ, ελαηηίαξ ηεξ ηνηβήξ ακάμεζα ζηα ζώμαηα. Π.π. όηακ ηνίβμομε ηα πένηα μαξ μεηαλύ ημοξ, όηακ ηνίβμομε ηε γμμμιάζηηπα ζημ ηναπέδη θ.α.

89

6.3 Πςξ μεηνάμε ηε ζενμόηεηα 1. Πμημξ είκαη μ κόμμξ ηεξ ζενμηδμμεηνίαξ; Όηακ θένμομε ζε ζενμηθή επαθή δύμ ζώμαηα δηαθμνεηηθήξ ζενμμθναζίαξ ηόηε έπμομε νμή ζενμόηεηαξ από ζενμόηενμ ζημ ροπνόηενμ ζώμα. Η πμζόηεηα ηεξ ζενμόηεηαξ πμο μεηαθένεηαη ζημ ροπνόηενμ ζώμα οπμιμγίδεηαη με βάζε ημ κόμμ ηεξ ζενμηδμμεηνίαξ από ηε ζπέζε:

Q  m  c  

όπμο: - Q είκαη ε πμζόηεηα ηεξ ζενμόηεηαξ πμο μεηαθένεηαη από ημ ζενμόηενμ ζημ ροπνόηενμ ζώμα - m είκαη ε μάδα ημο ζώμαημξ ζημ μπμίμ μεηαθένεηαη ε ζενμόηεηα - Δζ είκαη ε μεηαβμιή ηεξ ζενμμθναζίαξ ημο ζώμαημξ πμο απμννμθά ηε ζενμόηεηα - c είκαη μηα ζηαζενά πμο μκμμάδεηαη εηδηθή ζενμόηεηα θαη ελανηάηαη από ημ οιηθό ημοξ ζώμαημξ πμο απμννμθά ηε ζενμόηεηα

2. Από πμημοξ πανάγμκηεξ ελανηάηαη ε ζενμόηεηα πμο απμννμθάεη έκα ζώμα; Από ηεκ παναπάκς ζπέζε πμο απμηειεί ημ κόμμ ηεξ ζενμηδμμεηνίαξ πνμθύπηεη όηη ε ζενμόηεηα πμο απαηηείηαη γηα κα αολεζεί ε ζενμμθναζία εκόξ ζώμαημξ: -

-

-

είκαη ακάιμγε με ηε μάδα m ημο ζώμαημξ δειαδή όζμ μεγαιύηενε είκαη ε μάδα εκόξ ζώμαημξ ηόζεξ θμνέξ πενηζζόηενε ζενμόηεηα πνέπεη κα πνμζθένμομε γηα κα ηεκ ίδηα αύλεζε ηεξ ζενμμθναζίαξ ημο. είκαη ακάιμγε με ηεκ αύλεζε ηεξ ζενμμθναζίαξ Δζ ημο ζώμαημξ δειαδή όζμ πενηζζόηενμ ζέιμομε κα αολήζμομε ηε ζενμμθναζία εκόξ ζώμαημξ ζογθεθνημέκεξ μάδαξ, ηόζεξ θμνέξ πενηζζόηενε ζενμόηεηα πνέπεη κα ημο πνμζθένμομε. ελανηάηαη από ημ είδμξ ημο οιηθμύ ημο ζώμαημξ, έηζη γηα πανάδεηγμα 1kg ζηδήνμο, 1kg κενμύ θαη 1kg ιάδη πνεηάδμκηαη κα απμννμθήζμοκ δηαθμνεηηθά πμζά ζενμόηεηαξ γηα κα αολεζεί ε ζενμμθναζία ημοξ ημ ίδημ.

3. Πωξ μνίδεηαη ε εηδηθή ζενμόηεηα c εκόξ οιηθμύ; Η πμζόηεηα ηεξ ζενμόηεηαξ πμο απαηηείηαη κα απμννμθεζεί γηα κα μεηαβιεζεί ε ζενμμθναζία 1kg θάπμημο οιηθμύ θαηά 10C μκμμάδεηαη εηδηθή ζενμόηεηα c. Η εηδηθή ζενμόηεηα έπεη παναθηενηζηηθή ηημή γηα θάζε οιηθμ. Δειαδή θάζε οιηθό έπεη ζογθεθνημέκε ηημή εηδηθήξ ζενμόηεηαξ (όπςξ ε ποθκόηεηα εκόξ οιηθμύ). Η μμκάδα ηεξ εηδηθήξ ζενμόηεηαξ ζημ δηεζκέξ ζύζηεμα (S.I.) είκαη ημ 1

J kg  0C

ε μμκάδα ημο c πνμθύπηεη από ηε ζπέζε ημο κόμμο ηεξ ζενμηδμμεηνίαξ ακ ηεκ επηιύζμομε ςξ πνμξ c:

Q  m  c   c

Q m   90

Η εηδηθή ζενμόηεηα ημο κενμύ είκαη c  4200

J αοηό ζεμαίκεη όηη γηα κα kg  0C

αολεζεί ε ζενμμθναζία 1kg κενμύ θαηά 10C απαηηείηαη ζενμόηεηα 4200J.

91

6.4 Θενμμθναζία, ζενμόηεηα θαη μηθνόθμζμμξ 1. Τη είκαη μη δμμηθμί ιίζμη εκόξ ζώμαημξ; Οη δμμηθμί ιίζμη εκόξ ζώμαημξ είκαη ηα μηθνμζθμπηθά ζςμαηίδηα από ηα μπμία απμηειείηαη ημ ζώμα. Οη δμμηθμί ιίζμη είκαη ζοκήζςξ ηα μόνηα, ηα άημμα ή ηα ηόκηα από ηα μπμία απμηειείηαη έκα ζώμα.

2. Πωξ ζπεηίδεηαη ε θηκεηηθόηεηα ηωκ δμμηθώκ ιίζωκ με ηε ζενμμθναζία ημοξ; Όζμ ορειόηενε είκαη ε ζενμμθναζία εκόξ ζώμαημξ ηόζμ πημ θηκεηηθά, δειαδή ηόζμ μεγαιύηενε θηκεηηθή εκένγεηα έπμοκ μη δμμηθμί ιίζμη ιόγς ηεξ άηαθηεξ θίκεζεξ ημοξ. Η ζενμμθναζία εκόξ ζώμαημξ ζοκδέεηαη με ηε μέζε θηκεηηθή εκένγεηα ηςκ δμμηθώκ ημο ιίζςκ.

3.Πωξ γίκεηαη ε μεηαθμνά εκένγεηαξ ακάμεζα ζε δύμ ζώμαηα πμο βνίζθμκηαη ζε ζενμηθή επαθή; Η μεηαθμνά εκένγεηαξ μεηαλύ ηωκ δμμηθώκ ιίζωκ μέζω ηωκ ζογθνμύζεωκ ακηηζημηπεί ζηε μεηαθμνά ζενμόηεηαξ μεηαλύ ηωκ ζωμάηωκ.

4. Τη μκμμάδμομε ζενμηθή εκένγεηα εκόξ ζώμαημξ; Θενμηθή εκένγεηα εκόξ ζώμαημξ μκμμάδμομε ηε ζοκμιηθή θηκεηηθή εκένγεηα πμο έπμοκ μη δμμηθμί ιίζμη ημο ζώμαημξ ιόγω ηεξ άηαθηεξ θίκεζεξ ημοξ.

5. Από ηη ελανηάηαη ε ζενμηθή εκένγεηα εκόξ ζώμαημξ; Η ζενμηθή εκένγεηα εκόξ ζώμαημξ ελανηάηαη από ηε ζενμμθναζία θαη ηε μάδα ημο ζώμαημξ.

92

6. Τη μκμμάδεηαη εζωηενηθή εκένγεηα εκόξ ζώμαημξ; Εζςηενηθή εκένγεηα εκόξ ζώμαημξ μκμμάδμομε ημ άζνμηζμα ηεξ θηκεηηθήξ θαη ηεξ δοκαμηθήξ εκένγεηαξ πμο έπμοκ ζοκμιηθά μη δμμηθμί ιίζμη ημο ζώμαημξ, επεηδή θηκμύκηαη άηαθηα θαη επεηδή αζθμύκ δοκάμεηξ μεηαλύ ημοξ. Η εζςηενηθή εκένγεηα εκόξ ζώμαημξ είκαη ακάιμγε ηεξ ζενμμθναζίαξ θαη ηε μάδαξ ημο ζώμαημξ.

7. Πμηεξ είκαη μη δηαθμνέξ ακάμεζα ζηα ζηενεά, ογνά θαη ηα αένηα ζε ζπέζε με ημ ζπήμα θαη ημκ όγθμ ημοξ θαζώξ θαη ακάμεζα ζημκ ηνόπμ ζύκδεζεξ ηωκ δμμηθώκ ημοξ ιίζωκ; Σηενεά - ΢ηαζενό ζπήμα θαη όγθμ -

μη δμμηθμί ιίζμη είκαη ζε θαζμνηζμέκεξ ζέζεηξ θαη ημ μόκμ πμο μπμνμύκ κα θάκμοκ είκαη κα ηαιακηώκμκηαη γύνς από ηε ζέζε ηζμννμπίαξ ημοξ

Υγνά -

-

Δεκ έπμοκ ζηαζενό ζπήμα (παίνκμοκ ημ ζπήμα ημο δμπείμο πμο ηα ημπμζεημύμε) έπμοκ μόκμ ζηαζενό όγθμ Οη δμμηθμί ιίζμη γιηζηνμύκ μεηαλύ ημοξ αιιά δηαηενμύκ ηηξ μεηαλύ ημοξ απμζηάζεηξ

Αένηα - μύηε ζηαζενό ζπήμα, μύηε ζηαζενό όγθμ ( θαηαιαμβάκμοκ όιμ ημκ δηαζέζημμ όγθμ) - Οη δμμηθμί ιίζμη έιθμκηαη παιανά μεηαλύ ημοξ θαη θηκμύκηαη ζπεδόκ ειεύζενα, θαη ελαπιώκμκηαη πςνίξ κα δηαηενμύκ ηηξ απμζηάζεηξ μεηαλύ ημοξ

93