Teoriaa

Teoriaa - lämmönsiirtymistavat

Muista: Lämpö pyrkii siirtymään tavalla tai toisella lämpimämmästä kylmempään päin.
Jos haluat varastoida huolellisesti lämpöä,
sinun pitää pyrkiä estämään kaikkia kolmea lämmönsiirtymistapaa.

  • Johtuminen
    • Ainetta ei siirry
    • Aineen rakenneosien lämpövärähtely siirtyy rakenneosasta toiseen
    • Metallit hyviä lämmönjohteita
    • Huokoiset materiaalit kuten vaahtomuovi hyviä eristeitä
    • Esimerkit
      • Naula polttaa takapuolta lauteilla
      • Makkaratikku tarvitsee puisen kahvan
      • Kalorimetri on valmistettu styroksista
      • Villasukat eristävät lämpöä, koska punosten välissä on ilmaa
  • Säteileminen
    • Ainetta ei siirry
    • Lämpösäteily siirtyy pinnasta toiseen kuten valo mutta sitä ei näe
    • Kaikki pinnat säteilevät ja vastaanottavat jonkin verran lämpöä
    • Tumma pinta sekä luovuttaa että vastaanottaa hyvin lämpösäteilyä
    • Esimerkit
      • Nuotio loimottaa otsaan
      • Aurinko lämmittää
      • Terassin säteilylämmitin
  • Kulkeutuminen
    • Virtaava väliaine kuljettaa mukanaan lämpöenergiaa
    • Nesteet - esim:
      • Golf-virta
      • Kiertovesilämmitys
    • Kaasut - esim:
      • Hiustenkuivain
      • Lämmin ilma vaihtuu kylmään avoimesta ikkunasta
      • Kiertoilmauunissa lämpö siirtyy ruokaan nopeammin
  • Yhteenveto: Hyvässä termospullossa on
    • korkki estämässä kulkeutuminen,
    • kaksoiskuoren ilmakerros estämässä johtuminen ja
    • säiliössä kiiltävä pinta estämässä lämmön säteileminen.

Teoriaa - Energian muuntuminen muodosta toiseen

Kerrataan energiamuodot

Sidottu eli varastoituva energia Vapaa energia
  • Kemiallinen
  • Potentiaalienergia
    Jouseen,
    kuminauhaan,
    hiirenloukkuun,
    sijaintiin tai
    painepakkaukseen
    sidottu.
  • Lämpö
    (Voidaan ajatella myös
    liike-energiana, koska lämpö on
    lämpöliikettä ja lämpövärähtelyä)
  • Liike-energia
    Sisältää äänienergian
  • Säteilyenergia
    Sisältää valoenergian
  • Sähköenergia

Energiamuunnoksissa energia säilyy.
Hyödynnettävä energialaji siis vähenee yhtä paljon toinen energialaji kasvaa.
Todellisuudessa energia ei siis kulu ilmiöissä tai maailmassa.
Se vain muuttaa muotoaan.

Muutosta kuvataan energianmuutoskaaviolla, joka koostuu kahdesta laatikosta ja niiden välisestä nuolesta.
Laatikot ovat yhtä suuria. Jos energia muuntuu useammaksi energialajiksi, oikeanpuoleinen laatikko jaetaan osiin.
Nuoli laatikoiden välissä kuvaa tapahtumaa, jonka yhteydessä energialajien muutos tapahtuu.

Opetellaan piirtämään energianmuutoskaavioita!

Huom1: On harhauttavaa puhua varastoituneesta lämmöstä, koska oikeasti se on vapaata energiaa. Lämpö pyrkii siirtymään kohti matalampia lämpötiloja. Hetkellisesti lämpöä kuitenkin voidaan varastoida, jos sen siirtyminen estetään.
Johtopäätös: me varastoimme harjoituksissamme lämpöä mutta muistamme sen olevan vapaata energialajia.

Huom2: Energian huononemisella tarkoittaa jonkin muun energialajin muuttumista lämmöksi. Tämä on huononemista siksi, että lämpöä on helppo tuottaa mutta ihmisen on vaikeampi muuttaa lämpöä tehokkaasti takaisin muiksi energiamuodoiksi. Fysiikan kannalta energialajien hyvyydestä on vaikea puhua. Käyttötarkoitus ratkaisee, mikä on käyttäjälle kulloinkin paras energialaji.
Johtopäätös: En kysy kokeessa energian huononemisesta. Käyttökelpoisuudesta kyllä.

Peda.net käyttää vain välttämättömiä evästeitä istunnon ylläpitämiseen ja anonyymiin tekniseen tilastointiin. Peda.net ei koskaan käytä evästeitä markkinointiin tai kerää yksilöityjä tilastoja. Lisää tietoa evästeistä