העברת אנרגיה תרמית ואיזון
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| heat/hiːt/ | חום |
| thermal equilibrium/ˈθɜːml ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | איזון תרמי |
| conduction/kənˈdʌkʃn/ | הולכה |
| convection/kənˈvekʃn/ | התכתבות |
| radiation/ˌreɪdɪˈeɪʃn/ | קרניות |
קפה חם קורר, סודה קרה מתחממת — שניהם נפגשים באמצע
- השאר כוס קפה חמה ובקבוק סודה קר על השולחן. הקפה מתקרר; הסודה מתחממת.
- שניהם נוטים לעבור לטמפרטורת החדר האחת ולאחר מכן מפסיקים להשתנות.
- חום זורם תמיד באופן טבעי מחם לקר, לעולם לא ההפך.
- כאשר כל הדברים מגיעים לאותה טמפרטורה, הזרימה נפסקת — איזון תרמי.
חום זורם מחם לקר
- חום הוא אנרגיה תרמית הנעה בשל הפרש טמפרטורות.
- הוא זורם מגוף החם לגוף הקר, באופן ספונטני.
- ככל שההפרש בטמפרטורה גדול יותר, כך זורם החום מהר יותר.
- חום הוא אנרגיה במעבר — גוף לא "מכיל חום", אלא מכיל אנרגיה פנימית.
חום משנה את המצב הפיזי
הרם את הטמפרטורה והצפה כיצד האנרגיה התרמית מאיצה חלקיקים ומשנה את מצב החומר.
כשהם לבדם, באיזה כיוון זורם חום?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
חום זורם ספונטנית מגוף חם יותר לגוף קר יותר.
שלוש דרכי מעבר החום
- הולכה — באמצעות מגע ישיר, כאשר חלקיקים מהירים דוחפים שכנים איטיים (מתכות מצטיינות).
- התכתבות — נוזל חם עולה ומתערבל, מובא את האנרגיה איתו.
- קרנה — גלי אינפרא-אדום שאינם זקוקים לתווך (כיצד השמש מחממת את כדור הארץ).
- כל שלושת הדרכים מובאות אנרגיה מחם לקר.
העברת חום דרך מגע ישיר בין חומרים נקראת ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
הולכה מעבירה חום באמצעות מגע; מתכות מוליכות חום במיוחד טוב.
קרני רדיו היא השיטה היחידה מבין שלושת שיטות העברת החום שאינה דורשת תווך.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
קרני רדיו נעות כגלי אינפרא-אדום דרך חלל ריק — כך השמש מחממת את כדור הארץ.
בחר את כל שיטות העברת החום האמיתיות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
הולכה, הסעה וקרני רדיו מעבירות חום. כבידה אינה שיטת העברת חום.
השגת איזון
- כששני גופים נוגעים זה בזה, חום זורם עד שהם משתפים טמפרטורה אחת.
- בנקודה זו הזרימה הכוללת של החום היא אפס — הם נמצאים ב-איזון תרמי.
- איזון פירושו טמפרטורה שווה, ולא אנרגיה שווה.
- מדחום עובד על ידי הגעה לאיזון עם מה שהוא מודד.
שני גופים נמצאים באיזון תרמי כאשר יש להם אותו:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
טמפרטורה שווה פירושה שאין זרימת חום נטו — איזון תרמי.
איזון תרמי פירושו שהגופים מגיעים לאותה טמפרטורה, ולא לאותה כמות אנרגיה. גוף קר גדול יכול עדיין להכיל הרבה יותר אנרגיה פנימית מאשר גוף חם קטן — טמפרטורה ואנרגיה כוללת הם דברים שונים.
איזון תרמי פירושה שהגופים מחזיקים את אותה כמות אנרגיה פנימית.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
זה אומר טמפרטורה שווה, לא אנרגיה שווה — גוף קר גדול עדיין יכול להכיל יותר אנרגיה.
כף מתכת בטמפרטורה $80\ ^\circ\text{C}$ מונחת במים בטמפרטורה $20\ ^\circ\text{C}$.
- חום זורם מהכף החמה למים הקרים.
- הכף מקררת והמים מתחממים עד ששניהם ישיבו בטמפרטורה אמצעית אחת — איזון.
חום הוא אנרגיה הזורמת ספונטנית מ-חם לקר בשל הפרש טמפרטורות — באמצעות הולכה, התכתבות או קרנה. זרימה זו נעצרת כשכל הגופים מגיעים לאותה טמפרטורה: איזון תרמי, שיפלו טמפרטורה שווה, ולא אנרגיה שווה.