Esimerkkien ratkaisut
Esimerkki 1 ratkaisu
- kappaleen lämpötila
- Kappaleen lämpötila laskee.
- Kiinteän kappaleen lämpötila nousee ja kappale laajenee.
Ratkaisu
a. Kappaleen lämpötila on aineen rakenneosasten liikkeeseen sitoutunutta energiaa.
b. Rakenneosasten keskimääräinen liike-energia pienenee, kun aineen lämpötila laskee.
c. Aineen rakenneosasten lämpöliike lisääntyy, kun lämpötila nousee. Rakenneosaset vievät enemmän tilaa ympäriltään, mikä kasvattaa rakenneosasten välisiä etäisyyksiä. Tämä havaitaan aineen laajenemisena.
Esimerkki 2 ratkaisu
Pöydällä on kuuma kattila, jossa on puuroa.
- Millaisena systeeminä kuuman kattilan voi mallintaa?
- Miten eri lämmönsiirtymistavat näkyvät tilanteessa?
Ratkaisu
a. Kattilan ulkopinta tuntuu kuumalta. Kattila ei pidä lämpöä sisäpuolellaan, vaan menettää energiaa ympäristöön. Kattilan kansi estää vesihöyryn pääsyn ympäristöön. Kattila on suljettu systeemi. Kun kansi otetaan pois, kattilasta tulee avoin systeemi.
b.
Usein kaikki kolme lämmönsiirtymistapaa ovat havaittavissa samanaikaisesti. Kattila säteilee lämpöä ja lämmittää siten lähistöllään olevia esineitä ja ilmaa. Kattila myös kuumentaa johtumalla allaan olevaa pöytää sekä ympärillään olevaa ilmaa. Lämpenevä ilma on kylmää kevyempää ja nousee siksi ylöspäin, jolloin lämpöä kuljettuu ylös.