TERMIKA
Teplo a teplota
Teplo je mírou energie, energie neuspořádaného pohybu atomů a molekul látky. Dodáním tepla se tělesa zahřívají, zvětšuje se jejich teplota. Dodáním stejného množství tepla se různé látky zahřejí o jinou teplotu. Závisí to jednak na tepelných vlastnostech látky, jednak na jejím množství (hmotnosti).
Základní jednotkou teploty je 1 K (kelvin). Vedlejší jednotkou je 1 °C (Celsiův stupeň).
Hlavní jednotkou tepla je 1 J (joule, čti džaul). Starší jednotkou tepla je 1 cal (kalorie) nebo 1 kcal (kilokalorie), přičemž pro přepočet platí 1 cal = 4,186 8 J.
Měrné teplo (c) je množství tepla potřebné k tomu, aby se 1 kg látky ohřál o 1 K (1 °C).
Hlavní jednotkou měrného tepla je 1 joule na 1 kilogram a 1 kelvin. Voda má měrné teplo 4 186,8 J/kg · K.
Šíření tepla
Teplo se šíří
vedením (od molekuly k molekule látky),
prouděním (v kapalinách a plynech; proudění přirozené a nucené),
sáláním (přenos tepla tepelným zářením, prostor mezi zdrojem tepla a tělesem se nezahřívá — může to být vakuum).
| tepelná vodivost
při 20 °C |
Stříbro | 418 | |
| železo | 73 | ||
| žula | 4 | ||
| led | 2,2 | ||
| cihla | 0,6 | ||
| skelná vlna | 0,04 |
Tmavá tělesa vyzařují a pohlcují paprsky lépe než lesklá a bílá tělesa, která je odrážejí.
Vodiče tepla jsou látky, které dobře vedou teplo — rychle se zahřívají a rychle teplo předávají a chladnou (kovy). Spatné vpdiče tepla (voda, vzduch, zdivo, papír apod.) se pomalu zahřívají a pomalu chladnou, slouží jako tepelné izolátory.
Šířeni tepla sáláním
Teplotní roztažnost a rozpínavost
Látky se zahříváním roztahují a ochlazováním smršťují. Největší změny v objemu prodělávají plyny, nejmenší látky tuhé. Tepelné roztažnosti kapalin (líh, rtuť) a kovů (bimetal) se využívá k měření teploty a jako tepelných pojistek.
Teplotní součinitel objemové roztažnosti látky udává, o kolik se zvětší její objem v %, zvětší-li se teplota o 1 °C. Líh má tento součinitel roven 0,18 %/°C.
Teplo a práce
Tepelnou energii lze přeměnit na energii mechanickou a naopak mechanickou energii můžeme přeměnit na teplo.
Jednotkou tepla i práce je 1 J (joule, čti džaul). Tepelné jevy potvrzují zákon o přeměně a zachování energie.
Stroje, které přeměňují tepelnou energii na mechanickou energii, jsou tepelné motory:
pístové stroje
– parní stroj
– spalovací motor (zážehový: dvoudobý a čtyřdobý, vznětový: Dieselův)
plynové turbíny
tryskové (reaktivní) motory
– proudové (potřebují vzdušný kyslík)
– raketové (okysličovadlo v nádrži rakety)
Účinnost tepelných motorů je 16–40 %.
Na opačném principu pracují chladicí stroje.