Lämpö
Lämpö on lämpötilaeron aiheuttamaa lämpöenergian siirtymistä. Tätä lämpötilaeroa kutsutaan myös lämpötilagradientiksi. Koska lämpö on energian liikettä, sitä mitataan samoissa yksiköissä kuin energiaa: jouleina (J). On myös huomattava, että työ ja lämpö liittyvät läheisesti toisiinsa (katso lisätietoja kohdasta lämpö vs. työ).
Huomautus:
- Lämpö ja lämpötila eivät ole sama asia. Selitys siihen, miksi näin on, löytyy osoitteesta lämpö vs. lämpötila.
Termodynamiikan toinen laki todistaa, että lämpö virtaa aina spontaanisti korkeammista lämpötiloista matalampiin lämpötiloihin. Tämä energiavirta voidaan valjastaa lämpövoimakoneella tekemään hyödyllistä työtä. Lämpöpumput voivat myös pakottaa lämpöenergian virtaamaan taaksepäin (kylmästä lämpimään), mutta ne vaativat energian syöttöä.
Lämmönsiirtomenetelmät
Lämmönsiirtomekanismeja on kolme:
- Johtuminen tapahtuu toisiaan koskettavien kappaleiden välillä. Pienten hiukkasten väliset törmäykset mahdollistavat sen, että nopeasti liikkuvat tai värähtelevät hiukkaset luovuttavat osan mikroskooppisesta liike-energiastaan hitaammille hiukkasille.
- Konvektio on liikkuvien nesteiden aiheuttamaa lämmönsiirtoa. Nesteessä hiukkaset voivat sekoittua keskenään, liikkua nopeammin ja levitä, jolloin niiden lämpöenergia jakautuu. Lämmin ilma, joka tulee lämmitysventtiilistä virtaamaan viileässä huoneessa, on esimerkki konvektiosta.
- Säteily tapahtuu ilman aineen liikettä. Lämpösäteily muodostuu liikkuvien hiukkasten lähettämistä sähkömagneettisista aalloista. Materiaalit voivat myös absorboida näitä aaltoja. Mikroaaltouunit toimivat säteilyn avulla, ja auringon säteily lämmittää koko maapallon pintaa.
Katso lämmönsiirtomekanismeista yleistietoa siitä, miten lämpö liikkuu.
Lisälukemista
- Lämpö vs. lämpötila
- Lämpötasapaino
- Termodynamiikan toinen laki
- Lämmönsiirto
- Johtuminen
- Konvektio
- Säteily
- Tai tutustu satunnaiseen sivuun
- Wikimedia Commons. (30. heinäkuuta 2015). Aerogeeli . Saatavilla: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Aerogel_matches.jpg
- R. Chabay ja B. Sherwood, ”Fundamental Limitations on Efficiency,” in Matter & Interactions, 3rd ed., Hoboken, NJ: Wiley, 2011, ch.13, sec.7, pp. 534
- Hyperphysics, Heat Transfer , Saatavissa: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/heatra.html
- R. Chabay ja B. Sherwood, ”Energy and Momentum in Radiation,” in Matter & Interactions, 3rd ed., Hoboken, NJ: Wiley, 2011, ch.24, sec.5, pp. 1002-1003