Κατανόηση της ροής από το ζεστό στο κρύο

Το παγωτό αρχίζει να λιώνει όσο είναι ακόμα στο χωνάκι. Τα μπισκότα σοκολάτας αρχίζουν να χάνουν την ομορφιά τους μόλις βγουν από τον φούρνο, αλλά γιατί; Γιατί τελικά όλα είναι ζεστά και κρύα;

Η θερμότητα ρέει από το ζεστό στο κρύο καθώς τα θερμά μόρια κινούνται πιο γρήγορα. όταν τα θερμότερα μόρια συγκρούονται με ψυχρότερα Συμβαίνουν δύο αλλαγές: τα ψυχρότερα μόρια επιταχύνουν (θερμαίνουν) και τα θερμότερα μόρια επιβραδύνουν (πιο κρύα). Η ροή της κινητικής ενέργειας από ένα θερμότερο αντικείμενο σε ένα ψυχρότερο ονομάζεται «αγωγιμότητα».

Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτή τη διαδικασία. Μάθετε τι είναι τα άτομα και τα μόρια. Γιατί κυκλοφορούν; και πώς η θερμότητα επηρεάζει την κίνηση Τέλος, μάθετε γιατί η αγωγιμότητα εμφανίζεται μόνο προς μία κατεύθυνση – γιατί τα ψυχρά αντικείμενα δεν κρυώνουν.

Γιατί η ζέστη αλλάζει από ζεστή σε κρύα;

όλα είναι φτιαγμένα από σωματίδια

ο Μοριακή Κινητική Θεωρία Λέει ότι τα πάντα γύρω μας είναι φτιαγμένα από μικροσκοπικά σωματίδια. άτομοΤα άτομα μπορούν να ενωθούν μεταξύ τους. μόριαΣτην πραγματικότητα, το μεγαλύτερο μέρος της ύλης γύρω μας αποτελείται από μόρια. Οι ωκεανοί και η ατμόσφαιρά μας αποτελούνται κυρίως από μόρια. Το ίδιο και εμείς.Το DNA, το αίμα, τα οστά και οι ιστοί αποτελούνται από μόρια.

Για να μάθετε περισσότερα για τα άτομα, παρακολουθήστε το βίντεο της Ακαδημίας Khan:

Ακολουθεί μια καλύτερη απεικόνιση του πώς σχηματίζονται τα μόρια:

Τα σωματίδια είναι πάντα σε κίνηση.

Γνωρίζουμε από την κινητική μοριακή θεωρία ότι τα άτομα και τα μόρια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση εκτός αν είναι πολύ ψυχρά. «Ποιο άτομο ή μόριο είναι πιο ζεστό;απόλυτο μηδενικό“Απόλυτο μηδέν” σημαίνει “μηδέν Kelvin.” Η θερμοκρασία είναι -459,67° F (−273,15° C). στο απόλυτο μηδέν Έτσι για όλους τους πρακτικούς σκοπούς Μπορούμε να πούμε ότι η ύλη βρίσκεται σε συνεχή κίνηση.

Τα σωματίδια της ύλης κινούνται με τρεις βασικούς τρόπους: περιστρέφονται, δονούνται και μεταφράζονται.«Σπιν» σημαίνει περιστροφή, «δόνηση» σημαίνει κούνημα και «μετάφραση» σημαίνει μετακίνηση από το ένα μέρος στο άλλο. Άτομα και μόρια στο έδαφος από κάτω σας, στον αέρα γύρω σας και στη σάρκα και τα οστά σας. Δονείται, κινείται και ερμηνεύει. Όταν όμως μιλάμε για κίνηση της θερμότητας από την κίνηση των σωματιδίων. Μιλάμε μόνο για ταλαντευόμενη κίνηση.

Ακούστε τον Neil deGrasse Tyson να εξηγεί γιατί το απόλυτο μηδέν είναι περισσότερο θεωρία παρά πράξη:

Παρακολουθήστε τα παιδιά να κάνουν βασικά πειράματα που δείχνουν την κίνηση της ύλης:

Διαβάστε περισσότερα για την κίνηση των σωματιδίων. Αντιδράσεις: Μια περιγραφική μελέτη της σύνθεσης, των μορίων και της δυναμικής του σύμπαντος.Οι φωτογραφίες σε αυτό το όμορφο βιβλίο εξερευνούν πώς η ενέργεια, ο χρόνος και η κίνηση δημιουργούν μοριακή δυναμική στον κόσμο γύρω μας.

Μπορείτε επίσης να κάνετε νόστιμα πειράματα. με τα μόρια μαθαίνοντας για τη μοριακή γαστρονομία. Molecular-R – Molecular Cooking Starter Kit.

Molecular-R - Molecular Cooking Starter Kit + Δωρεάν Βιβλίο Συνταγών - Κιτ Spherification - New Cooking Evolution

Εάν αγοράσετε, κερδίζουμε προμήθειες χωρίς επιπλέον κόστος.

Τα πιο γρήγορα κινούμενα σωματίδια είναι θερμότερα.

Η εφαρμογή ενέργειας σε ένα αντικείμενο κάνει τα σωματίδια να κινούνται πιο γρήγορα. Αυτό προκαλεί αύξηση της θερμότητας και της θερμοκρασίας του αντικειμένου. για να καταλάβετε πώς λειτουργεί θα βοηθήσει να γνωρίσουμε το επιστημονικό νόημα θερμότητα, ενέργειακαι θερμοκρασία.

  • ενέργεια στην προσθήκη θερμότητας στην ουσία Πρέπει να γίνει μετάγγιση.
  • θερμότητα είναι η συνολική ενέργεια στην κίνηση των σωματιδίων ενός αντικειμένου.
  • θερμοκρασία Θερμαίνεται όταν διαιρείται η ουσία με τον αριθμό των μορίων που υπάρχουν.

μπορεί να ακούγεται μπερδεμένο Σκεφτείτε όμως ένα μπολ σούπας που έχει θερμανθεί στους 200°F (93°C).

Εάν χρησιμοποιείτε σέσουλα Η σούπα στο κουτάλι —τουλάχιστον αρχικά— έχει την ίδια θερμοκρασία με τη σούπα στο μπολ. Και τα δύο έχουν θερμοκρασία 200°F (93°C) επειδή έχουν την ίδια μέση θερμότητα ανά μόριο.

Αλλά υπάρχει περισσότερη σούπα σε ένα μπολ παρά σε ένα κουτάλι. Άρα η σούπα στο μπολ είναι πιο ζεστή από τη σούπα στο κουτάλι. Γιατί η συνολική ποσότητα ενέργειας στη δόνηση της μοριακής σούπας είναι θερμότητα.

Αν βάλετε το μπολ της σούπας στο φούρνο μικροκυμάτων Η ενέργεια μικροκυμάτων θα κάνει τα σωματίδια να κινούνται πιο γρήγορα. Προσθέστε ενέργεια στη σούπα και δυναμώστε τη φωτιά. Ένα γεμάτο μπολ χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να ζεσταθεί στην ίδια θερμοκρασία από ένα μισό μπολ. Επειδή ένα γεμάτο μπολ έχει περισσότερα μόρια και χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για να αυξηθεί η μέση θερμοκρασία ανά μόριο.

Αν αυτοί οι όροι εξακολουθούν να προκαλούν σύγχυση Δείτε αυτό το γρήγορο και εύκολο βίντεο:

Η σύγκρουση προκαλεί μεταφορά θερμότητας.

Όταν δύο ουσίες έρχονται σε επαφή, όπως ο αέρας, ένα μπολ και η ζεστή σούπα, τα άτομα και τα μόριά τους συγκρούονται ενώ δονούνται. σε αυτή τη σύγκρουση Η ενέργεια μεταφέρεται ρέοντας από ταχύτερα μόρια και αντικείμενα με υψηλότερες θερμοκρασίες σε πιο αργά μόρια και αντικείμενα με χαμηλότερες θερμοκρασίες. Αυτή είναι η ζέστη που ρέει από τη ζεστή σούπα. στον αέρα και το μπολ και από μπολ στον αέρα

Ονομάστε τη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας μεταξύ αντικειμένων σε επαφή. θερμική αγωγιμότητα.

Για να φανταστώ γιατί συνέβη αυτό. Σκεφτείτε άλλους ανθρώπους να σας χτυπούν. Εάν είστε και οι δύο βασικά το ίδιο μέγεθος Οι πιο αργοί άνθρωποι πέφτουν πιο γρήγορα και πιο γρήγορα από τους πιο γρήγορους.

Η θερμική αγωγιμότητα δεν συμβαίνει πάντα με τον ίδιο ρυθμό αγωγός θερμότητας Δύο υλικά μπορούν να κάνουν μεγάλη διαφορά. Ορισμένα υλικά μεταφέρουν ενέργεια καλύτερα από άλλα. Η αρχική θερμοκρασία είναι επίσης σημαντική. Μια μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο υλικών επιταχύνει τη μεταφορά θερμότητας.Επιπλέον, ορισμένα υλικά γίνονται καλύτεροι αγωγοί του ηλεκτρισμού όταν θερμαίνονται.

Για μια οπτική εξήγηση της διαδικασίας αγωγιμότητας της θερμότητας, παρακολουθήστε αυτό το βίντεο:

Μπορείτε να δοκιμάσετε μόνοι σας τη θερμική αγωγιμότητα. Κιτ δοκιμής θερμικής αγωγιμότητας Arbor Scientific Snow Melting Blocksή δοκιμή θερμικής αγωγιμότητας από το εργαστήριο ISCO.

Το κιτ δοκιμής θερμικής αγωγιμότητας Arbor Science Ice Melt Blocks περιλαμβάνει 1 μπλοκ αλουμινίου, 1 μπλοκ αφρού, 2 δακτυλίους O και οδηγίες.

Εάν αγοράσετε, κερδίζουμε προμήθειες χωρίς επιπλέον κόστος.

Προσπαθήστε να μάθετε για τη μεταφορά θερμότητας και άλλες φυσικές και χημικές ιδιότητες της ύλης. Totally Mad Science του Theodore Grey: Πειράματα που μπορείτε να κάνετε στο σπίτι, αλλά μάλλον δεν πρέπει.

Totally Mad Science του Theodore Gray: Πειράματα που μπορείτε να κάνετε στο σπίτι αλλά δεν πρέπει: Πλήρης και ενημερωμένη έκδοση.

Εάν αγοράσετε, κερδίζουμε προμήθειες χωρίς επιπλέον κόστος.

Η μεταφορά θερμότητας λειτουργεί μόνο προς μία κατεύθυνση.

σε συγκρούσεις μεταξύ σωμάτων διαφορετικών θερμοκρασιών Είναι εύλογο να αναρωτιόμαστε γιατί τα ψυχρότερα σωματίδια δεν μπορούν να μεταφέρουν μέρος της ενέργειάς τους σε θερμότερα.

όταν ρίχνουμε ένα παγάκι σε ένα ποτήρι νερό Γνωρίζουμε ότι αυτό δεν συμβαίνει επειδή το νερό γίνεται πιο κρύο και ο πάγος πάντα λιώνει. Εάν η αγωγιμότητα μπορεί να λειτουργήσει προς την αντίθετη κατεύθυνση Μερικές φορές το νερό θα είναι πιο ζεστό. και ο πάγος θα γίνει πιο κρύος, αλλά γνωρίζοντας αυτό αριθμός γιατί δεν ξέρεις Γιατί δεν θα γίνει

Αυτή η αρχή – όταν δύο ουσίες έρχονται σε επαφή θα εμφανιστεί θερμότητα πάντα Η ροή από μια θερμότερη ουσία σε μια ψυχρότερη ουσία είναι γνωστή ως – Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής.

Οι νόμοι της θερμοδυναμικής μας λένε ότι κάτι εντροπία δουλειά στο σύμπαν Η εντροπία είναι ένα μέτρο της τυχαιότητας ή της διαταραχής. και θα παραμείνει ίδια ή θα αυξηθεί μόνο δεν μπορεί να μειωθεί Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής δηλώνει ότι η θερμότητα ρέει από ένα θερμότερο σύστημα σε ένα ψυχρότερο σύστημα λόγω της εντροπίας. Επειδή ένα θερμότερο σύστημα έχει περισσότερη εντροπία.

συμπέρασμα

Κάθε φορά που δύο αντικείμενα ακουμπούν το ένα το άλλο Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής δηλώνει ότι η θερμότητα ρέει από τα θερμότερα αντικείμενα προς τα ψυχρότερα. Αυτό συμβαίνει όταν τα ταχύτερα κινούμενα σωματίδια σε θερμότερα αντικείμενα συγκρούονται με πιο αργά κινούμενα σωματίδια σε ψυχρότερα.

Οι συγκρούσεις μεταφέρουν ενέργεια από θερμότερα σωματίδια ύλης σε ψυχρότερα σωματίδια ύλης. Αυτή η σύγκρουση προκαλεί μεταφορά θερμότητας, γνωστή ως αγωγιμότητα.

Add a Comment

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *