1Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

2. kafli

Varmaorka

2Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

2-1 Sameindir og hreyfing

James Joule komst að því að eftir því sem hreyfing var meiri þeim mun meiri varmi myndaðist.  

Allt efni er úr örsmáum eindum sem kallast frumeindir og sameindir.  

Það varð því niðurstaða vísindamanna að varminn tengdist hreyfingu sameinda.

3Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

VARMALEIÐING

Við varmaleiðingu flyst varmi gegnum efni, eða frá einu efni til annars, með beinni snertingu milli sameinda. 

Orkan berst frá einni sameind til annarrar.

Þetta gerist þegar sameindir rekast á.

4Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

varmaleiðing frh. Sum efni leiða varma

betur og hraðar en önnur og þau eru sögð góðir varmaleiðarar.

Silfur er einn besti varmaleiðarinn. Viður og plast leiða varma illa.

5Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Varmaburður - frh

Heitt loft er eðlisléttara en kalt og stígur því upp og skapar strauma sem bera með sér varma. 

Þetta er ekki vegna þess að "hitinn" leiti upp, heldur vegna þess að hlýtt loft er eðlisléttara en kalda loftið fyrir ofan.

Kalda loftið "sekkur" niður og heita loftið flýtur upp.

6Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

VARMAGEISLUN Þegar orka flyst gegnum rúmið á varmageislun sér stað.   Orkan er í mynd ósýnilegra rafsegulbylgna sem kallast

innrauðar bylgjur (innrautt ljós).   Varmi berst hingað frá sólu með varmageislun.

7Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

8Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Varmaleiðing

Varmageislun

Varmaburður

Hitaleikur

9Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

2-2 Hiti og varmi

Hiti og varmi er EKKI ÞAÐ SAMA. Hiti er mælikvarði á meðalhreyfiorku sameinda í efni

en varmi er hinsvegar mælikvarði á þá orku sem tiltekið efni inniheldur.  

Tvö efni með sama hitastig geta þannig innihaldið mismikla orku.

Hiti = hitastig Varmi = Orka

10Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Hreyfiorka og eðlisvarmi

  Lítill hiti er vísbending um að sameindir efnis séu á

lítilli hreyfingu.   Sameindir vatns sem er 90 gráðu heitt hreyfast

hraðar en sameindir vatns sem er 70 gráðu heitt.  Eitt gramm af 90 gráðu heitu vatni inniheldur mun

meiri orku en sami massi af 90 gráðu heitu lofti eða járni. Hér er talað um að eðlisvarmi vatns sé meiri en eðlisvarmi lofts og járns.

11Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Hitamælingar

Vísindamenn nota oft annan hitakvarða sem er hluti SI-kerfisins.

Sá kvarði nefnist kelvinkvarði. Á þeim kvarða er hiti mældur í einingum sem

kallast kelvin (K) Núll á kelvin er mínus 273

gráður á celsíus. Ein celsíusgráða er jöfn einni kelvin. Vatn frís við 273 K og sýður við 373K.

12Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Hitamælingar og alkul

Kelvinkvarðinn er hentugur vegna þess að lægsta gildi á honum, 0 K er lægsti hiti sem til er.  

Þessi hiti er gjarnan nefndur alkul.

Við alkul eru allar frumeindir og sameindir fullkomlega stopp. Því getur efnið ekki kólnað meira.

13Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Hitaþensla Hiti hefur áhrif á stærð hluta.   Því heitari sem hlutur er þeim mun

meiri hreyfiorka býr í sameindum hans og þær hreyfast hraðar og taka meira pláss.

Kvikasilfrið sem notað er í hitamæla þenst út í réttu hlutfalli við aukinn hita.

Þetta gerir okkur kleift að bera lengd kvikasilfurssúlunnar saman við gráðukvarða og lesa hitann þannig af.

14Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Tvímálmur - Tvímálmþynna Tvímálmsþynnur eru meðal annars hafðar í

rofum í tækjum sem notuð eru til þess að stilla hita. 

Hitastillar eru nytsamlegir til þess að halda jöfnum hita 

Þegar tvímálmurinn svignar eða réttist rýfur hann eða tengir straumrás sem stjórnar viðkomandi tæki.

15Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Hitamælingar og varmi og mælieiningar Varmaorka er oft mæld í einingum sem kallast

kaloríur (kal) eða hitaeiningar (he.). Ein kaloría (hitaeining) er skilgreind sem sá varmi

sem þarf til þess að hita eitt gramm af vatni um eina gráðu, úr 14,5 °C í 15,5 °C.

16Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

17Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Hitamælingar og varmi og mælieiningar Einingin júl (J) yfirleitt notuð fyrir orku og vinnu í

vísindum.   Eitt júl er 0,24 kaloríur og kalorían er 4,2 júl. Sú staðreynd að mismunandi einingar eru notaðar

fyrir varma og hita er til marks um að ekki er um eitt og hið sama að ræða.

18Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Eðlisvarmi

Sá eiginleiki sem er mælikvarði á hversu vel efni taka við varma nefnist eðlisvarmi.  

Eðlisvarmi efnis er sá varmi sem þarf til þess að hita eitt gramm efnisins um eina celsíusgráðu.

Eðlisvarmi efna er mismunandi.   Eðlisvarmi vatns er 1 kal/g . °C (eða 4,2 júl/g . °C. ) Eðlisvarmi kopars er 0,093 kal/g . °C

19Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Varmi- efnaorka - stöðuorka Orka getur aldrei eyðst eða myndast.  Orka getur aðeins breytt úr einni mynd í aðra. Hreyfiorka breytist til dæmis í stöðuorku og

öfugt. Heildarorkan hverju sinni breytist þó aldrei. Þetta kallast lögmálið um varðveislu

orkunnar

20Hlíðaskóli

Helga Snæbjörnsdóttir

Lögmálið um varðveislu orkunnar Samkvæmt lögmálinu um varðveislu orkunnar er

hvorki hægt að skapa orku né eyða henni, heldur aðeins breyta mynd hennar.  

Þannig breytist varmaorka í aðrar orkumyndir, til dæmis vélræna orku eða ljósorku.

Þegar eldsneyti brennur losnar efnaorka úr læðingi sem breytist í varmaorku sem er síðan breytt í vélræna orku (hreyfiorku).