Ответ:

ОбъяснТанення льоду, горіння деревини, плавлення шоколаду, нагрівання кухля від гарячого чаю… Усі ці явища щось об'єднує. Спробуєте здогадатися, що? Мабуть, усі ці явища — теплові, тобто відбуваються через тепло. Але що таке тепло? Які саме явища у фізиці можна назвати тепловими? Чи можна розрахувати їхній вплив за допомогою формул і законів? Про це і багато іншого поговоримо в цій статті.

Що таке тепло?

Почнемо з питання одночасно легкого та складного: що таке тепло?

Теплом називається природна енергія, яка створюється безладним рухом частинок тіла (атомів, молекул тощо) і проявляється у нагріванні цього тіла.

Таке визначення не було відомо людям одразу. Наприклад, було таке припущення: теплота - це невидима, невагома рідина, яка притікає до фізичних тіл. І чим більший об'єм цієї рідини, тим гарячіше тіло. Звичайно, ця гіпотеза не знайшла підтвердження.

Пізніше вчені звернули увагу на поведінку молекул під час нагрівання або охолодження тіла. Зі зростанням температури швидкість молекул зростає, вони частіше стикаються одна з одною. У цьому зростає потенційна і кінетична енергія, отже, і внутрішня, що виявляється у буквальному нагріванні тіла. Такий хаотичний рух молекул називають тепловим рухом.

Тепловий рух - процес хаотичного руху частинок, що утворюють речовину.

Логічно припустити: якщо зі зростанням температури швидкість молекул збільшується, то при зниженні температури швидкість падатиме. Але чи можливе повне зупинення руху? До якої температури слід охолодити тіло у такому разі?

Щоб це сталося, потрібно охолодити тіло до абсолютного нуля за шкалою Кельвіна, що відповідає -273,15 °C, або -459,67 °F. Молекули в таких умовах припинять рух і замруть у вузлах кристалічних ґрат. Але досягти такого температурного режиму неможливо ні на планеті Земля, ні у всьому Всесвіті, ні навіть у лабораторних умовах.

Яким чином можна нагріти речовину?

Насправді способів більше одного. Тілу можна передати тепло безпосередньо або змінити його внутрішню енергію, здійснивши над ним роботу.

Теплопередача

До видів теплопередачі відносяться теплопровідність, конвекція та випромінювання. Щоб краще зрозуміти, чим відрізняється один тип від іншого, розберемо приклади.

Теплопровідність. Уявіть, що ваші руки замерзли і ви тримаєте в руках кухоль кави, щоб їх зігріти. У такому разі тепло від більш нагрітого тіла (кружки) передається менш нагрітому (вашим рукам), доки температура двох об'єктів не стане однаковою. Так, гаряча вода віддає тепло холодної при змішуванні, а суп нагріває холодну ложку, якщо її залишити в тарілці. Тільки акуратно, не обпікніться!

Конвекція - вид теплообміну, при якому внутрішня енергія передається струменями та потоками самої речовини. Простіше кажучи, це процес, який відбувається у рідинах та газах, коли шари речовини різної температури перемішуються. На цьому принципі засноване опалення приміщення та провітрювання кімнати. До речі, вітри, що дмуть над поверхнею земної кулі, — це також приклад конвекції.

Випромінювання. Чи ви здогадувалися, що ми стикаємося з цим типом теплопередачі щодня? Саме день, адже сонячне світло випромінює тепло за допомогою електромагнітних хвиль, що робить життя на планеті Земля можливим. Правду кажучи, будь-яке нагріте тіло може стати джерелом тепла (людина, тварини, свічка, багаття, зірки). Це можна побачити за допомогою особливого приладу – тепловізора.

Здійснення роботи над речовиною

Тут ми також не обійдемося без зрозумілого прикладу. Візьмемо пробірку з гасом, звичайний шнурок та термометр. Заміряємо початкову температуру та почнемо натирати пробірку шнурком. Що станеться із температурою? Вона почне зростати. Це відбувається завдяки теплопередачі? Чи, може, невидиме випромінювання змушує гас нагріватися? Ні, ми змінили температуру речовини, здійснивши над нею роботу.

Отже, підіб'ємо проміжні підсумки:

Тепло – це енергія, що створюється тепловим рухом молекул.

Тепловий рух - процес хаотичного руху частинок, що утворюють речовину.

Зі зростанням температури зростає і швидкість руху молекул, а повністю зупинити цей рух практично неможливо.

Змінити температуру тіла можна двома способами: за допомогою теплопередачі або зміни внутрішньої енергії тіла під час виконання роботи.

Поняття теплових явищ

Теплові явища - це фізичні процеси, що протікають у тілах при їх нагріванні або охолодженні. Тобто це ті явища, які відбуваються з тілами у міру зміни їхньої температури.

Давайте зробимо невелику зупинку на цьому фізичному понятті, а потім продовжимо.

Температура – міра нагрітості тіла. Її можна виміряти за допомогою термометра, або градусника. Цей прилад має безліч різновидів, але в побуті найчастіше користуються ртутними (для вимірювання температури людського тіла), рідинними (для вимірювання температури повітря або рідини) та електронними термометрами.ение: