Lämpöenergia
Energia ja sen muuntuminen
Lämpötilan tasoittuminen
Jos astioittain samaa ainetta, loppulämpötilan voi ennustaa keskiarvona: laske siis astioiden lämpötilat yhteen ja jaa yhteenlaskun tulos astioiden lukumäärällä. Kuvan esimerkissä:
(20 °C + 50 °C) / 2 = 70 °C / 2 = 35 °C.
Jos yhdistät eri aineita toisiinsa, keskiarvo ei enää toimikaan, kuten kokeellisesti voidaan todentaa.
Jos yhdistettävät aineet eivät vain sekoitu vaan myös reagoivat keskenään, loppulämpötilan ennustaminen on vieläkin haastavampaa.
Vastauksena kahteen jälkimmäiseen esimerkkiin tarvitaan järeämpi työkalu:
Lämmittämiseen kuluvaa energian määrää kuvaa kaava ΔE = m · c · ΔT, jossa
- E tarkoittaa energiaa niin kuin sanassa energia
- m tarkoittaa massaa eli vaa'alla mitattavaa suuretta
- c tarkoittaa ominaislämpökapasiteettia eli materiaalin vaikutusta, kuten lämpölaajenemisen α
- T tarkoittaa lämpötilaa niin kuin englannin sanassa temperature eli lämpötila
- Δ eli kreikkalainen D-kirjain tarkoittaa muutosta niin kuin englannin sanassa difference eli ero
Mitä enemmän kanakeittoa lautasella on, sitä kauemmin sen lämmittäminen kestää.
Tietyt aineet lämpenevät helpommin kuin toiset. Esimerkiksi veden lämmittäminen vaatii kaksi kertaa niin paljon energiaa kuin etanolin.
Mitä lämpimämpää kahvia haluat, sitä pidempään sinun on kahvia lämmitettävä.
Puun ominaislämpökapasiteetti on 1 700 J / (kg °C) ja kullan taas 129 J / (kg °C). Kulta siis lämpenee ja luovuttaa energiaa yli 10 kertaa niin hyvin kuin puu. Iho palaa siis kuuman kultalauteen päällä yli 10 kertaa niin nopeasti kuin puulauteella.