Skip to main content
Global

1: Joto na Joto

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    175670

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Katika sura hii, tunachunguza joto na joto. Si rahisi kila wakati kutofautisha maneno haya. Joto ni mtiririko wa nishati kutoka kitu kimoja hadi kingine. Mtiririko huu wa nishati unasababishwa na tofauti katika joto. Uhamisho wa joto unaweza kubadilisha joto, kama inaweza kufanya kazi, aina nyingine ya uhamisho wa nishati ambayo ni muhimu kwa thermodynamics. Tunarudi mawazo haya ya msingi mara kadhaa katika sura nne zinazofuata, na utaona kwamba zinaathiri kila kitu kuanzia tabia ya atomi na molekuli hadi kupika hadi hali ya hewa yetu duniani hadi mizunguko ya maisha ya nyota.

    • 1.1: Utangulizi wa Joto na Joto
      Joto na joto ni dhana muhimu kwa kila mmoja wetu, kila siku. Jinsi ya kuvaa asubuhi inategemea kama siku ni moto au baridi, na zaidi ya kile sisi kufanya inahitaji nishati kwamba hatimaye linatokana na jua. Utafiti wa joto na joto ni sehemu ya eneo la fizikia linalojulikana kama thermodynamics. Sheria za thermodynamics zinatawala mtiririko wa nishati duniani kote. Wanasomewa katika maeneo yote ya sayansi na uhandisi, kuanzia kemia hadi biolojia hadi sayansi ya mazingira.
    • 1.2: Joto na Msawazo wa joto
      Joto hufafanuliwa kama kiasi kinachopimwa na thermometer. Ni sawia na nishati ya wastani ya kinetic ya atomi na molekuli katika mfumo. Msawazo wa joto hutokea wakati miili miwili inawasiliana na inaweza kubadilishana kwa uhuru nishati. Mifumo iko katika usawa wa joto wakati wana joto sawa. Sheria ya sifuri ya thermodynamics inasema kwamba wakati mifumo miwili, A na B, iko katika usawa wa mafuta na kila mmoja, na B iko katika usawa wa mafuta na th
    • 1.3: Thermometers na Mizani ya Joto
      Aina tatu za thermometers ni pombe, kioo kioevu, na mionzi ya infrared (pyrometer). Mizani tatu kuu ya joto ni Celsius, Fahrenheit, na Kelvin. Joto linaweza kubadilishwa kutoka kiwango kimoja hadi kingine kwa kutumia equations ya uongofu wa joto. Awamu tatu za maji (barafu, maji ya maji, na mvuke wa maji) zinaweza kuungana kwa shinikizo moja na joto linalojulikana kama hatua tatu.
    • 1.4: Upanuzi wa joto
      Upanuzi wa joto ni ongezeko la ukubwa (urefu, eneo, au kiasi) cha mwili kutokana na mabadiliko ya joto, kwa kawaida kuongezeka. Ukandamizaji wa joto ni kupungua kwa ukubwa kutokana na mabadiliko ya joto, kwa kawaida kuanguka kwa joto. Mkazo wa joto huundwa wakati upanuzi wa mafuta au contraction inakabiliwa.
    • 1.5: Uhamisho wa joto, Joto maalum, na Calorimetry
      Joto ni aina ya uhamisho wa nishati ambayo husababishwa na tofauti ya joto, na inaweza kubadilisha joto la kitu. Kama tulivyojifunza mapema katika sura hii, uhamisho wa joto ni harakati ya nishati kutoka sehemu moja au nyenzo hadi nyingine kama matokeo ya tofauti katika joto. Uhamisho wa joto ni muhimu kwa shughuli za kila siku kama inapokanzwa nyumbani na kupikia, pamoja na michakato mingi ya viwanda. Pia huunda msingi wa mada katika salio la sura hii.
    • 1.6: Mabadiliko ya Awamu
      Mabadiliko ya awamu yana jukumu muhimu la kinadharia na la vitendo katika utafiti wa mtiririko wa joto. Katika kuyeyuka (au “fusion”), imara hugeuka kuwa kioevu; mchakato kinyume ni kufungia. Katika uvukizi, kioevu hugeuka kuwa gesi; mchakato kinyume ni condensation.
    • 1.7: Utaratibu wa Uhamisho wa Joto
      Kama ya kuvutia kama madhara ya uhamisho wa joto kwenye mfumo ni njia ambazo hutokea. Wakati wowote kuna tofauti ya joto, uhamisho wa joto hutokea. Inaweza kutokea kwa haraka, kama kupitia sufuria ya kupikia, au polepole, kama kupitia kuta za kifua cha barafu cha picnic. Michakato mingi inahusisha uhamisho wa joto kwamba ni vigumu kufikiria hali ambapo hakuna uhamisho wa joto hutokea. Hata hivyo kila uhamisho wa joto unafanyika kwa njia tatu tu: conduction, convection na mionzi.
    • 1.A: Joto na Joto (Jibu)
    • 1.E: Joto na Joto (Mazoezi)
    • 1.S: Joto na Joto (Muhtasari)

    Thumbnail: Convection ya asili ina jukumu muhimu katika uhamisho wa joto ndani ya sufuria hii ya maji. Mara baada ya kufanywa ndani, uhamisho wa joto kwa sehemu nyingine za sufuria ni zaidi kwa convection. Maji ya moto yanaongezeka, hupungua kwa wiani, na huongezeka kuhamisha joto kwenye mikoa mingine ya maji, huku maji baridi yanazama chini. Utaratibu huu unaendelea kurudia.