Värmelära
VÄRME UTVIDGAR
TEMPERATUR
Temperatur är ett mått på rörelse hos atomer/molekyler hos ett ämne. Vid högre temperatur finns mera rörelse än vid lägre temperatur.
TEMPERATURSKALOR
Celsius, °C
Fahrenheit, °F
Kelvin, K
Celsiusskalan
Fixpunkter är vattnets kokpunkt (vid normalt tryck) d.v.s. 100 °C och vattnets smältpunkt (vid normalt tryck) d.v.s 0 °C.
Kelvinskalan
Kelvinskalan utgår från absoluta nollpunkten d.v.s. den lägsta möjliga temperatur.
| Celsius | Kelvin |
| -273 °C | 0 K |
| 0 °C | 273 K |
| 10°C | 283 K |
| -10°C | 263 K |
| 100°C | 373 K |
Omvandling från Celsius till Kelvin
T = (t/°C + 273) K
Omvandling från Kelvin till Celsius
t = (T/K -273) °C
Olika temperaturskalor (video av Mona Sohlman)
VÄRMEUTVIDGNING
De flesta ämnen utvidgas vid uppvärmning d.v.s. deras volym ökar.
Hur mycket förändras längden vid en temperaturförändring?
Längdutvidgning (video av Matias Särs)
Räkneövning längdutvidgning.pdf
VÄRME ÄR EN FORM AV ENERGI (Fysik s.58-63 eller Oktetten s.80-85)
Hur mycket värmeenergi det finns i ett föremål/ämne beror på:
- Temperaturen
- Massan
- Material (ämne)
Fakta om värmeenergi
- Värmeenergi överförs från ett varmare föremål till ett kallare så länge det finns en temperaturskillnad mellan föremålen.
- Temperaturen minskar för föremålet som ger bort värmeenergi.
- Temperaturen ökar för föremålet som tar emot värmeenergi.
Hur mycket värmeenergi behövs för att hetta upp ett föremål ?
Räkneövning specifik värmekapacitet.pdf
Värmekapacitet (video av Mona Sohlman)
VÄRME KAN ÄNDRA ETT ÄMNES AGGREGATIONSTILLSTÅND (Fysik 64-71 eller Oktetten s.86-92)
- fast fom
- Vätska (flytande)
- Gas
- Smältning (energi upptas av ämnet)
- Stelning (energi frigörs från ämnet)
- Förångning kan ske venom avdunsktning eller kokning (energi upptas)
- Kondensering (energi frigörs)
Hur mycket värmeenergi behövs för att smälta ett föremål?
Hur mycket värmeenergi behövs för att förånga en vätska?
Räkneövning smältning och förångning.pdf
VÄRME ÖVERFÖRS PÅ TRE SÄTT (Fysik s.72-77 eller Okteten s.97-103)
Värme kan överföras genom:
- Ledning (fasta ämnen)
- Strömning (vätskor och gaser)
- Strålning (även i tomrum)
1.LEDNING
Om man värmer en metallbit på ett ställe blir hela metallbiten varm p.g.a. att metaller leder värme.
Värmeledare: metaller
Värmeisolatorer: gaser (luft), trä, plast, tyg, styrox
Varför känns ett metallföremål (20 °C) kallare än ett träföremål (20 °C) ?
Metallen (värmeledare) leder bort värme från handen till hela järnföremålet. Handens temperatur blir lägre, d.v.s. mellan känns kall. Trä (värmeisolator) leder inte bort mycket värme från handen eftersom endast det stället av trä som är i kontakt med handen värms upp. Trä känns varmare eftersom endast lite värme överförs från handen till trä.
2. STRÖMNING
Luft och vatten som förflyttar sig från en plats till en annan kan bära med sig värme. Golfströmmen transporterar värme från ekvatorn till Norden.
Vatten värms upp i en panna och värmen transporteras till olika rum genom att vattnet cirkulerar i batterier.
3. STRÅLNING
Värmeöverföring från solen till jorden sker genom strålning. (synligt ljus och UV- strålning och infraröd strålning). Strålning behöver inget medium (ämne) för att spridas eftersom den även kan spridas genom tomrum i rymden. Alla föremål som har en temperare över 0 K avger värmestrålning.
Varför värms ett svart föremål snabbare än ett vitt föremål av värmestrålning ?
Ett svart föremål absorberar värmestrålning. Ett vitt föremål reflekterar värmestrålning. Men ett svart föremål avger även snabbare värme än ett vitt föremål.
Transport av värmeenergi (video av Mc Matte)
Hur värme sprids (video av Mona Sohlman)
ENERGI OMVANDLAS FRÅN EN FORM TILL EN ANNAN (Fysik s.78-83)
Mängden energi i universum är konstant.
Energi kan inte skapas eller förstöras, endast omvandlas från en form till en annan.