Etusivu
Tehtävät
Kirjanmerkit
Sisäisen lämmön muutos: Kuumuus
Hanki lisää sisältöä päivittämällä
Which type of energy is related to the bonds within or between particles?
Maailma ympärillämme koostuu pienistä hiukkasista - molekyyleista ja atomeista, jotka kuljettavat energiaa. Osa tästä energiasta tulee voimista, jotka pitävät hiukkasia yhdessä - molekyylien sisäisistä vuorovaikutuksista. Osa energiasta tulee voimista, jotka ovat eri hiukkasten välillä, jotka houkuttelevat toisiaan - molekyylien väliset vuorovaikutukset. Kuvittele Mikael diskossa. Hän saattaa pyytää Linaa tanssimaan kanssaan.
On mahdollisuus, että he tanssisivat yhdessä. Mutta Linalla on nyt kiire tanssia Marian kanssa, joten todennäköisyys, että Mikael tanssisi Linan kanssa on matala. Hiukkasten sisäiset ja väliset sidokset määrittävät hiukkasten todennäköisyyden - tai potentiaalin - liikkua muualle. Siksi kutsumme molekyylien sidoksien energiaa POTENTIAALIENERGIAKSI. Mutta ei siinä kaikki!
Kaikki hiukkaset liikkuvat jatkuvasti, ja ne liikkuvat monin eri tavoin. Ne pyörivät, liikkuvat vapaasti avaruudessa tai värähtelevät. Nämä erilaiset liikkeet kantavat liikkeeseen liittyvää energiaa - KINEETTISTÄ ENERGIAA. Kaikkien esineessä olevien hiukkasten liike-energian summaa kutsutaan LÄMPÖENERGIAKSI. Kaikissa esineissä on niin paljon liikkuvia hiukkasia että emme voi mitata lämpöenergiaa suoraan.
Mutta voimme mitata keskimääräistä kineettistä energiaa lämpötilana! Kaikkien esineiden sisällä olevien hiukkasten kineettisen ja potentiaalienergian summa muodostaa esineen SISÄIENERGIAN. Esine voi vaihtaa energiaa minkä tahansa kanssa ympärillään, kuten muiden esineiden tai vaikka ilman. Tämä aiheuttaa muutoksen niiden sisäisessä energiassa. Esimerkiksi, jos otat lasin vettä ja laitat jotain kuumaa siihen, kuten hyvin kuuman lusikan, vesi muuttuu hiljalleen lämpimämmäksi.
Tämä tapahtuu, koska lusikka luovuttaa osan energiastaan veteen. Tätä lämpimästä kylmempään esineeseen siirtyvää energiaa kutsutaan LÄMMÖKSI. Kun energia liikkuu esineeseen, sanomme, että esine vastaanottaa tai imee lämpöä. Esineen lämpötila nousee, ja sen sisäenergia kasvaa. Jos sitten otat jääkuution ja laitat sen lasiin, vesi lasissa alkaa muuttua kylmemmäksi.
Näin tapahtuu, koska vesi luovuttaa osan energiastaan jäähän. Kun energia siirtyy pois esineestä, esineen lämpötila putoaa, ja sen sisäenergia vähenee. Sanomme, että se menettää lämpöä. Mutta mitä tapahtuu jäälle? Sen lämpötila on silti nolla celsiusastetta.
Se vastaanottaa lämpöä vedestä, mutta sen lämpötila ei muutu! Tämä johtuu siitä, että jää sulaa - sille tapahtuu OLOMUODON MUUTOS. Tässä tilanteessa jään vastaanottama lämpö ei kasvata sen kineettistä energiaa ja lämpötilaa - vaan muuttaa molekyylien välisiä sidoksia. Molekyylien väliset sidokset kiinteässä jäässä löystyvät, joten potentiaalienergia kasvaa. Sisäenergia nousee.
Sisäenergia on kaikkien esineessä olevien molekyylien potentiaalisen ja kineettisen energian summa. Lämmön lisääminen ja poistaminen aiheuttaa muutoksen sisäenergiassa. Tämä tapahtuu, sillä lämmönsiirto muuttaa joko esineen kineettistä tai potentiaalista energiaa. Jos kineettinen energia kasvaa, lämpötila nousee. Jos kineettinen energia vähenee, lämpötila putoaa.
Kun potentiaalienergia muuttuu, sidokset molekyylien välillä joko löystyvät tai tulevat vahvemmiksi. Molekyylit liikkuvat lähemmäksi tai kauemmaksi toisistaan ja esine muuttaa olomuotoaan - kiinteästä nesteeseen tai kaasuun, tai toisin päin!