נושא: דף מידע| חום טמפרטורה ואנרגיה

חום טמפרטורה ואנרגיה
כמבוא, אראה לכם משהו שהמורה שלי הסביר לי פעם:
"מהי אנרגיה-שינוי לאחר ייבוא

אם להיות כן לגמרי לגבי המושג אנרגיה, אז אפתח בתשובה שנתן המורה שלי לפיזיקה בתיכון כאשר עלתה השאלה "מהי אנרגיה" בכיתה: "אנרגיה היא היכולת לבצע עבודה". "מעולה" חשבתי, "ומהי עבודה?" "עבודה היא השינוי באנרגיה של מערכת." ענה המורה בתשובה. כמובן שהסבר זה אינו מספיק כיוון שמושג אחד מוגדר באמצעות המושג השני ולהיפך, ובפועל לא מוסבר אף אחד מהם. במושג אנרגיה אנו משתמשים מדי יום ביומו בהקשרים שונים ואיננו מסוגלים להגדירו כראוי. בכל זאת כולנו יודעים שאין קיום לעולמנו ללא אנרגיה.. "


ועכשיו לחומר:
נתחיל מכך שאנרגיה יכולה ללבוש צורות רבות כגון: - אנרגיה של זרם חשמלי היא אנרגית התנועה של האלקטרונים בחומר. באמצעות אנרגיה זו אנו מפעילים מכשירים חשמליים כמו מנורות, טלוויזיה, מחשב וכולי.
- אנרגיה של קרינה אלקטרומגנטית היא אנרגית התנועה של פוטונים (חלקיקי האור). קל לחוש באנרגיה זו כאשר אנו נמצאים בשמש - אנו חשים אנרגיה זו בצורת חום.
·- אנרגיה של קול היא אנרגית התנועה של המולקולות המתנודדות כתוצאה ממעבר גל קול.
- אנרגיה כימית היא אנרגיה חשמלית שאצורה בקשרים הכימיים שבין האטומים והמולקולות. אנגריה כימית נמצאת בסוללות וגורמת ליצירת הזרם החשמלי.
- אנרגיה כתוצאה מפעולת כוח הכובד היא אנרגיה הנובעת ממיקומו של גוף בשדה כבידה. כאשר אבן נזרקת כלפי מעלה, היא נופלת חזרה לכיוון כדור הארץ. ככל שתיפול מגובה רב יותר, כך תתנגש בעוצמה רבה יותר באדמה.
- אנרגיה פוטנציאלית אלסטית היא אנרגיה האצורה בחומר שאינו במצב רפוי. למשל, קפיץ מתוח – ככל שנמתח קפיץ יותר, כך הוא יתנגד חזק יותר למתיחה.
- אנרגיה גרעינית היא אנרגיה האצורה בגרעיני האטומים.
- אנרגיה קינטית היא אנרגיית תנועה של גופים ובכלל זה של אטומים ומולקולות.

אנרגיה יכולה לשנות את צורתה אך לעולם אינה אובדת ואינה נוצרת יש מאין במערכת סגורה. זהו חוק שימור האנרגיה שהוא אחד החוקים הבסיסיים בפיזיקה. הנה דוגמא למעבר אנרגיה מצורה אחת לשנייה, דבר זה נקרא גלגול אנרגיה: כדור המוטל מכוח הזרוע של אדם עף לגובה, נוחת על הרצפה ועוצר. במקרה זה, אנרגיה כימית האגורה בשריר הפכה לאנרגית תנועה (אנרגיה קינטית) שקיבלה היד וקיבל הכדור שאותו מחזיקה היד. אנרגיה זו הפכה לאנרגית גובה (פוטנציאלית) כאשר הכדור התרומם לאוויר, חזרה להיות אנרגית תנועה לקראת הנחיתה וברגע הפגיעה בקרקע, הפכה לאנרגית חום עקב החיכוך עם הקרקע. כמות האנרגיה לא השתנתה אבל צורתה כן.

טמפרטורה - מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת של חלקיקי החומר אותו אנו מודדים. זהו מדד לדרגת החום או עוצמתו. הביטוי "אנרגיה קינטית ממוצעת" מתייחס לעובדה שחלקיקי החומר נעים כל הזמן במהירויות שונות ומתנגשים זה בזה ללא הרף, ולכן הם משנים את כיוונם ומהירותם. המשמעות היא שככל שחלקיקים נעים מהר יותר האנרגיה הממוצעת שלהם גדולה יותר ומכאן שהטמפרטורה שלהם יותר גבוהה.



חום - האנרגיה הזורמת מגוף לגוף עקב הפרשי טמפרטורה. אנרגית חום זורמת מאזור בו הטמפרטורה גבוהה לאזור בו הטמפרטורה נמוכה.

ההבדל בין טמפרטורה לחום
מבדילים בין עוצמת החום של גוף (טמפרטורה) לבין כמות אנרגית החום הכללית שיש בו. על מנת להבהיר את ההבדל בין המושגים הללו נדמיין לעצמנו כוס מים חמים בטמפרטורה של 90 מעלות צלסיוס ובריכה חמה בטמפרטורה של 70 מעלות צלסיוס. באיזה מן הגופים כמות אנרגית החום הכללית רבה יותר? כמובן שבבריכה, זאת כיוון שכמות החלקיקים הנעים בה גדולה בהרבה מכמות החלקיקים שבכוס. אבל כיוון שדרגת החום (הטמפרטורה) של הכוס גבוהה יותר, חום יעבור מהמים שבכוס למי הבריכה אם ניקח את הכוס ונביא אותה במגע עם מי הבריכה.

ישנן שלוש דרכים למעבר של אנרגית חום ממקום למקום:

* הולכה-הדרך הראשונה נקראת הולכה והיא מתארת מצב בו חלקיקים של גוף חם פוגעים בחלקיקים של גוף פחות חם ומעבירים אנרגיה באופן ישיר. לדוגמה, כשאנו נוגעים בכוס קפה חמה, נרגיש את מעבר החום אל היד שלנו. אנרגית חום עברה מכוס הקפה אל היד שלנו כי חלקיקים שנעו בהיקף הכוס היו מהירים יותר מאלו שביד, התנגשו בהם ישירות וכך העבירו להם אנרגיה - במקרה זה האנרגיה עברה עקב התנגשות ישירה של חלקיקים.


* הסעה-הדרך השנייה נקראת הסעה והיא מתארת מצב שבו חומר שהוא יותר חם מסביבתו נע ממקום למקום. נניח שיש אוויר חם באזור מסוים והוא זז לאזור אחר (רוח). אם נעמוד במקום אליו נושבת הרוח, נחוש את הרוח החמה שהגיעה אלינו. היא לא מעבירה חום באופן ישיר על ידי התנגשות בין חלקיקים (כמו בצורה הקודמת), אלא החומר החם יותר עצמו עובר ממקום למקום וכך עוברת אנרגיית החום ממקום למקום.

* קרינה-הדרך השלישית היא קרינה בה אנרגיה בצורת גלים אלקטרומגנטים (בהם נעסוק בהמשך הקורס) נעים ממקום למקום. דוגמה לקרינה אלקטרומגנטית המעבירה אנרגיה היא אור השמש (השמש גם שולחת גלים שאינם בטווח האור הנראה לעין ועל כך נדבר בפרקים הבאים).

בעירהבעירה היא תהליך כימי בו חומר מגיב עם חמצן (או חומר מחמצן אחר), ובמהלכו משתחררת אנרגיה (אנרגיה כימית האצורה בחומר שנשרף שהופכת לאנרגית חום). על מנת שתתרחש בעירה חייבים להימצא חומר מגיב, חמצן וחום על מנת להתחיל את הבעירה. רוב תהליכי הבעירה מייצרים מספיק חום על מנת להמשיך את התהליך ללא מקור חום חיצוני.

חוק הקירור של ניוטון
אחת התגליות של אייזיק ניוטון היא חוק הקירור שנקרא על שמו. החוק קובע כי קצב שינוי הטמפרטורה של גוף מסוים פרופורציוני (נמצא ביחס ישר) להפרש הטמפרטורות בינו לבין הסביבה שבה הוא מצוי. זאת אומרת שככל שהפרש הטמפרטורות בין הסביבה לגוף גבוה יותר כך הקירור (או החימום, במידה והטמפרטורה של הגוף נמוכה יותר מזו של הסביבה) מהיר יותר

Tobj - טמפרטורת הגוף.
Tenv - טמפרטורת הסביבה.
Tobj∆ - קצב השינוי הרגעי בטמפרטורת הגוף. המילה רגעי מצוינת כי המשוואה נכונה לרגע קצר. ברגע שטמפרטורת הגוף משתנה, יש לבצע את החישוב מחדש כי הפרש הטמפרטורה בין הסביבה לגוף משתנה.
C - קבוע פרופורציה (זהו בעצם מספר קבוע שמאזן את המשוואה).

בבקשה תתיחסו בכבוד ותגיבו, כי לא פשוט להכין דבר כזה..

ועכשיו, כל התודות , העזרות, התמיכות, הקרדיטים המקורות וכו וכו מוענקות ל : לי כמובן כמובן, וויקיפדיה, מט"ח, highlearn' קרן לגסי הריטג', נוער שוחר מדע משרד החינוך ואנציקלופדית כרטא

ככה אני רוצה שסיקור יראה!!
בכל מקרה, החלק הראשון עם המורה שלך לא מסודר כמו שצריך ורשמת הראה במקום אראה...
תתקן את שני אלו ואני אוסיף לקישורייה.

פורסם במקור על ידי ~גלואה Αυολακγ~

ככה אני רוצה שסיקור יראה!!
בכל מקרה, החלק הראשון עם המורה שלך לא מסודר כמו שצריך ורשמת הראה במקום אראה...
תתקן את שני אלו ואני אוסיף לקישורייה.

אין בעיה, תיקנתי..
אני לא מאמים שעשיתי את הטעות עם האראה...

פורסם במקור על ידי Dor_T

אין בעיה, תיקנתי..
אני לא מאמים שעשיתי את הטעות עם האראה...

כל הכבוד על הסיקור!!
מוסיף לקישורייה ויש לך סיכוי גדול לזכות בסיקור השבוע!

אנשים תגיבו...
לא קל להכין כזה סיקור..