Η θερμότητα είναι παρούσα σε κάθε μεταβολή και σε κάθε έκφραση της ζωής μας.
Είναι η θερμότητα που παίρνουμε από τον Ήλιο αυτή που κάνει τη Γη αρκετά ζεστή, ώστε να υπάρχει ζωή.
Ζεσταινόμαστε ή κρυώνουμε ανάλογα με τη διαθέσιμη ποσότητα ενέργειας.
Οι πάγοι λιώνουν όταν παίρνουν θερμότητα και ανεβαίνει η θερμοκρασία τους και το νερό εξατμίζεται τις ζεστές καλοκαιρινές μέρες.
Είναι η αύξηση της θερμικής ενέργειας στο σώμα μας που προκαλεί τον πυρετό όταν είμαστε άρρωστοι και η θερμότητα που κάνει τα σώματα να αλλάζουν χρώμα.
Τα σώματα, άλλα πολύ και άλλα λίγο, αυξάνουν τον όγκο τους όταν θερμαίνονται και γι' αυτό πρέπει να αφήνουμε κενά ανάμεσά τους όταν θέλουμε να φτιάξουμε κατασκευές που να είναι ασφαλείς.
Η σημασία της θερμότητας έχει περάσει στην καθημερινή μας ζωή μέσα από την εμπειρία:
"Τις πιο θερμές ευχές μου!", λέμε σε κάποιον που αγαπάμε.
"Είσαι ψυχρός απέναντί μου", λέμε στον φίλο μας όταν νομίζουμε ότι έχει θυμώσει.
"Είναι κακός, ψυχρός κι ανάποδος", λέμε γι' αυτόν που δε συμπαθούμε.
Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας.
Η βασική πηγή ενέργειας για την Γη είναι ο Ήλιος.
Το καλοκαίρι η ενέργειά του είναι περισσότερη απ' όσο θέλουμε.
Τον χειμώνα είναι λιγότερη και χρειαζόμαστε συμπληρωματική ενέργεια (γι'αυτό και χρησιμοποιούμε καλοριφέρ, σόμπες, τζάκια, κλπ.).
Πως μπορώ να εκτιμήσω τη θερμοκρασία ενός σώματος;
1ος τρόπος: ακουμπώ με το χέρι μου το σώμα.
Αυτός ο τρόπος είναι υποκειμενικός και δε μετρά ακριβώς τη θερμοκρασία του σώματος.
Η Θερμοκρασία είναι το μέγεθος που μας επιτρέπει να πούμε πόσο θερμό ή ψυχρό είναι ένα σώμα.
Ο μόνος σωστός τρόπος μέτρησης της θερμοκρασίας είναι να χρησιμοποιήσουμε τα κατάλληλα όργανα λέγονται θερμόμετρα.
Το 1714 ο Γερμανός φυσικός Daniel Fahrenheitεπινόησε το θερμόμετρο οινοπνεύματος (εικόνα αριστερά): μέσα σε μια πολύ λεπτή γυάλινη στήλη υπάρχει οινόπνευμα το οποίο, ανάλογα με την θερμοκρασία του περιβάλλοντος, διαστέλλεται ή συστέλλεται. Αργότερα αντικατέστησε το οινόπνευμα με υδράργυρο (εικόνα δεξιά).
Όπως συμβαίνει σε όλες τις κλίμακες μέτρησης, ο Φαρενάιτ αυθαίρετα απέδωσε την τιμή 32 στο σημείο που το νερό μετατρέπεται σε πάγο και την τιμή 212 στο σημείο που το νερό μετατρέπεται σε ατμό.
Το πρώτο θερμόμετρο το κατασκεύασε το 1592 ο Γαλιλαίος. Βασιζόταν στην διαστολή του αέρα όταν θερμαινόταν. Δεν ήταν ακριβές και γρήγορα εγκαταλείφθηκε.
Λίγο αργότερα, κατασκεύασε ένα πιο εξελιγμένο όργανο: Μέσα σ' ένα δοχείο με υγρό υπάρχουν διάφορα βαρίδια που επιπλέουν και ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία, στέκονται πιο ψηλά ή χαμηλά μέσα στο δοχείο.
Σήμερα κυκλοφορούν διάφορα είδη θερμομέτρων: από αντίκες μέχρι μοντέρνα ψηφιακά.
Η ιδανική θερμοκρασία για τον άνθρωπο (η θερμοκρασία στην οποίαν νοιώθει άνετα) είναι γύρω στους 20 βαθμούς Κελσίου.
ΜΕΤΡΩΝΤΑΣ ΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Eureka!
Το Θερμόμετρο
Μετακινήστε την ένδειξη του θερμομέτρου και δείτε τις διάφορες τιμές της θερμοκρασίας πώς τις αντιλαμβάνεται ο άνθρωπος.
Είδη θερμομέτρων και η χρήση τους. (FLASH)
Βαθμονόμηση θερμομέτρου. (FLASH)
Θερμόμετρα μετατροπής στις διάφορες κλίμακες. (FLASH)
Τοποθετήστε τα διάφορα υλικά σώματα στην θερμοκρασία που ταιριάζει στο καθένα. (FLASH)
Στο θερμόμετρο Κελσίου το μηδέν της κλίμακας (0°C) αντιστοιχεί στη θερμοκρασία που λιώνει ο πάγος, ενώ το 100 (100°C) στη θερμοκρασία που βράζει το νερό. Η απόσταση από το 0 ως το 100 χωρίζεται σε 100 ίσα μέρη που λέγονται "βαθμοί Κελσίου".
Στο θερμόμετρο Φαρενάιτ η θερμοκρασία στην οποία λιώνει ο πάγος αντιστοιχεί στους 32°F, ενώ η θερμοκρασία στην οποία βράζει το νερό στους 212°F. Η απόσταση από το 32 ως το 212 χωρίζεται σε 180 ίσα μέρη που λέγονται "βαθμοί Φαρενάιτ".
Νερό που βράζει
Πάγος
Η θερμοκρασία μετριέται σε μια κλίμακα που ονομάζεται Φαρενάιτ F , που χρησιμοποιείται από τους περισσότερους ανθρώπους στις Ηνωμένες Πολιτείες
και σε Κελσίου C , που χρησιμοποιούνται από τους επιστήμονες και τους πολίτες σε πολλές άλλες χώρες.
Θερμόμετρο υδραργύρου
Το θερμόμετρο υδραργύρου έχει απαγορευτεί! Ο υδράργυρος είναι ένα εξαιρετικά επικίνδυνο μέταλλο τόσο για τον άνθρωπο όσο και για το περιβάλλον.
Αν σπάσει, να απομακρυνθείτε και σε καμία περίπτωση να μην αγγίξετε τις μπαλίτσες υδράργυρου που θα δημιουργηθούν! Αν αντικαταστήσετε το παλιό σας θερμόμετρο, μην το πετάξετε μαζί με άλλα σκουπίδια! Πετάξτε το σε ειδικούς κάδους που υπάρχουν στα Φαρμακεία, στα Κέντρα Υγείας ή στα Νοσοκομεία.
To 1742 ο Σουηδός αστρονόμος Αντερς Κέλσιος (Anders Celsius) επινόησε μια εκατοντάβαθμη κλίμακα: Επίσης αυθαίρετα, απέδωσε στο σημείο πήξης του νερού την τιμή 100 και στο σημείο βρασμού την τιμή 0. Η κλίμακα αυτή όμως, αντιστράφηκε από τον Κάρολο Λινναίο, αποκτώντας την σημερινή γνωστή μορφή.
Η φυσιολογική θερμοκρασία του ανθρώπου είναι περίπου 37ο C.
Δείτε το θερμόμετρο αριστερά (πατήστε Celsius, για να εμφανιστεί η θερμοκρασία σε βαθμούς Κελσίου), ντύστε ανάλογα το αρκουδάκι και πατήστε "Go outside" για να το βγάλετε στην εξοχή και να διαπιστώσετε αν το ντύσατε σωστά! (FLASH)
Μία βασική ιδιότητα των σωμάτων, την οποία αντιλαμβανόμαστε με τις αισθήσεις μας, είναι η φυσική τους κατάσταση.
Άλλα σώματα είναι στερεά, άλλα υγρά και άλλα αέρια.
Ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν, ένα υλικό μπορεί να είναι σε στερεή, υγρή ή αέρια φυσική κατάσταση.
Τα πετρώματα και τα μέταλλα στην επιφάνεια της Γης είναι στερεά. Στο εσωτερικό της Γης όμως, όπου οι συνθήκες είναι διαφορετικές, τα ίδια υλικά βρίσκονται σε υγρή φυσική κατάσταση.
Ένα από τα υλικά που αλλάζει συνεχώς φυσική κατάσταση γύρω μας είναι το νερό.
Όταν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, το νερό από υγρό γίνεται στερεό.
Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ο πάγος λιώνει, δηλαδή η φυσική κατάσταση του νερού αλλάζει πάλι.
Νερό στη φύση υπάρχει και σε αέρια μορφή. Ο αέρας που μας περιβάλλει περιέχει υδρατμούς, νερό σε αέρια μορφή.
Η μετατροπή των στερεών σε υγρά ονομάζεται τήξη
Η μετατροπή ενόςυγρού σε στερεό, ονομάζεται πήξη .
Κάθε στερεό σώμα μετατρέπεται σε υγρό σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η οποία ονομάζεται θερμοκρασία τήξης.
Το σώμα απορροφά θερμότητα.
Όση ώρα διαρκεί η τήξη, η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή.
Το καθαρό νερό έχει θερμοκρασία τήξης 0ο C.
Όση ώρα διαρκεί η πήξη, η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή. Κάθε υγρό σώμα μετατρέπεται σε στερεό σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, που ονομάζεται θερμοκρασία πήξης.
Το σώμα αποβάλλει (χάνει) θερμότητα.
Όση ώρα διαρκεί η πήξη, η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή.
Για κάθε σώμα οι θερμοκρασίες τήξης και πήξης είναι ίσες.
Θερμική ενέργεια ονομάζουμε την κινητική ενέργεια των μορίων λόγω των συνεχών και τυχαίων κινήσεών τους.
Τη θερμική ενέργεια την αντιλαμβανόμαστε από τη θερμοκρασία του σώματος.
Αν ένα σώμα έχει μεγάλη θερμική ενέργεια, είναι μεγάλη και η θερμοκρασία του.
Αντίθετα, όταν η θερμική ενέργεια ενός σώματος είναι μικρή, είναι χαμηλή και η θερμοκρασία του.
Όσο περισσότερη θερμική ενέργειαέχει ένα σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι και η θερμοκρασία του.
Όσο περισσότερη θερμική ενέργειαέχει ένα σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι και η θερμοκρασία του.
Η θερμοκρασία είναι μια έννοια που μας βοηθά να περιγράψουμε πόσο θερμό ή ψυχρό είναι ένα σώμα.
Τη θερμοκρασία τη μετράμε με ειδικά όργανα, τα θερμόμετρα.
Τα σώματα με τη μεγαλύτερη θερμοκρασία προσφέρουν θερμότητα στα σώματα με τη μικρότερη θερμοκρασία.
Συμβαίνει δηλαδή μια ροή ενέργειας από το θερμότερο προς το ψυχρότερο σώμα.
Αυτή η ροή ενέργειας από το θερμότερο προς το ψυχρότερο σταματάει, όταν και τα δύο σώματα θα έχουν την ίδια θερμοκρασία, θα βρίσκονται δηλαδή σε θερμική ισορροπία.
Τα σώματα με τη μικρότερη θερμοκρασία απορροφούν θερμότητα από τα σώματα με τη μεγαλύτερη θερμοκρασία.
Στην παραπάνω εικόνα, ο κόκκινος κύβος (Α) έχει περισσότερη θερμική ενέργειααπό τό γαλάζιο κύβο (Β). Αυτό συμβαίνει επειδή η συνολική κινητική ενέργεια των μορίων του κύβου Α είναι μεγαλύτερη από την συνολική κινητική ενέργεια των μορίων στον γαλάζιο κύβο Β.
Αν ακουμπήσουμε τους δύο κύβους τότε η ενέργεια ρέει από το ζεστό κύβο προς τον ψυχρό μέχρι η θερμική ενέργεια στους δύο κύβους γίνει ίδια , επέλθει δηλαδή θερμική ισορροπία.
Η θερμότητα ρέει πάντοτε από τα πιο θερμά
προς τα πιο ψυχρά σώματα .
ΕΠΟΜΕΝΩΣ:
Η θερμότητα είναι μορφή ενέργειας,που ρέει από ένα σώμα σε ένα άλλο (από το θερμότερο στο ψυχρότερο) λόγω της διαφορετικής τους θερμοκρασίας. Ενώ
η θερμοκρασία είναι ιδιότητα και μέγεθος.το οποίο μας βοηθάει να περιγράφουμε πόσο θερμό ή πόσο ψυχρό είναι ένα σώμα.
Προσομοιώσεις τήξης και πήξης (FLASH)
Με τον μικρόκοσμο εξηγώ: Τήξη και πήξη
ΤΗΞΗ - ΠΗΞΗ
Τήξη μετάλλου σε δοκιμαστικό σωλήνα
Τήξη γυαλιού
Φτιάχνοντας το αλογάκι της Ferrari με γυαλί.
Πάτησε στο «Water changes state» (το νερό αλλάζει κατάσταση)και ύστερα κράτησε πατημένο το κόκκινο ή το γαλάζιο κουμπάκι και παρατήρησε τι συμβαίνει.
Μία από τις βασικές ιδιότητες των σωμάτων την οποία μπορούμε να αντιληφθούμε με τις αισθήσεις μας, είναι η φυσική τους , κατάσταση.
Στις τρεις παρακάτω εικόνες έχουμε νερό.
Ποια είναι η διαφορά τους;
Υπάρχει διαφορά στη φυσική τους κατάσταση.
0O C
Τις ζεστές καλοκαιρινές ημέρες, για να δροσιστούμε, βάζουμε παγάκια στο ποτήρι με το νερό μας. Καθώς το νερό είναι θερμότερο από τον πάγο, ρέει θερμότητα από το νερό προς τα παγάκια. Ο πάγος απορροφά θερμότητα και λιώνει,από στερεός γίνεται υγρός.
0O C
0O C
ΦΕ4:Εξάτμιση και συμπύκνωση
Εξάτμιση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα υγρό απορροφά θερμότητα και μέρος του υγρού ή και ολόκληρη η ποσότητά του μετατρέπεται σε αέριο.
Η εξάτμιση γίνεται μόνο από την επιφάνειά του υγρού.
Η ταχύτητα της εξάτμισης ενός υγρού αυξάνεται με:
Την αύξηση της θερμοκρασίας
Τη μείωση της πίεσης
Την αύξηση της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού
Την παρουσία ρευμάτων(αέρα) που απομακρύνουν τους ατμούς του υγρού από την επιφάνειά του.
Εξάτμιση: Τα μαλλιά μας στεγνώνουν πιο γρήγορα όταν χρησιμοποιούμε το πιστολάκι , γιατί ο ζεστός αέρας παρέχει περισσότερη θερμότητα στο νερό που υπάρχει στα μαλλιά, με αποτέλεσμα να εξατμίζεται πιο γρήγορα.
Συμπύκνωση ή υγροποίηση ονομάζεται το φαινόμενο της μετατροπής ενός αέριου σώματος σε υγρό, όταν δίνει θερμότητα.
Η υγροποίηση ενός αερίου διευκολύνεται από
Τη μείωση της θερμοκρασίας
Την αύξηση της πίεσης
Συμπύκνωση ή υγροποίηση έχουμε όταν τα σύννεφα χάνουν θερμότητα (ψύχονται), μετατρέπονται σε νερό (βροχή)
Από τι επηρεάζεται η εξάτμιση;
Εξάτμιση - Συμπύκνωση
Εξάτμιση - Συμπύκνωση
Ο κύκλος του νερού
ΕΞΑΤΜΙΣΗ - ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ
Με το μικρόκοσμο εξηγώ... Την εξάτμιση, το βρασμό, την υγροποίηση
Ο κύκλος του νερού (εκπαιδευτική τηλεόραση)
Η συμπύκνωση (υγροποίηση)
Δείτε πόσο γρήγορα εξατμίζεται το βραστό νερό στους -40 βαθμούς Κελσίου και πώς υγροποιείται ταυτόχρονα, λόγω του φοβερού κρύου, σχηματίζοντας ένα θεαματικό σύννεφο
εξάτμιση σε μια κατσαρόλα
Αφαλάτωση νερού με εξάτμιση και συμπύκνωση του νερού.
