fysiikka

• Lämpö on energiaa
• Lämpöä syntyy kun energiaa muutetaan toiseen muotoon
• Lämpötila on perussuure
• Lämpö = aineen rakenneosasten liikettä
• Lämpöliike = aineen rakenneosasten liike
• Mitä enemmän lämpöliikettä, sitä korkeampi lämpötila
• Lämpötilan alaraja on absoluuttinen nollapiste -273,15 C eli 0K, jossa lämpöliikettä ei ole
• Celsiusaste ja kelvin ovat lämpötilan yksiköitä
• Lämpötilan kirjaintunnus on T tai t, yksikkö kelvin (1K) tai celsiusaste (1C)
• Lämpö siirtyy lämpimästä kylmään
• Lämpöenergia kuvaa kuinka paljon aineen rakenneosilla on yhteensä liike-energiaa
• Lämpöenergian yksikkö on joule 1J
• Energian säilymislaki koskee lämpöenergiaa
• Lämpö voi kulkea aineen mukana
• Lämmön kuljetuksessa tarvitaan ainetta joka liikkuu ja siirtää mukanaan lämpöä
• Johtumisessa aine ei liiku, lämpöliike siirtyy toiseen ja etenee pitkin väliainetta
• Eristeessä johtumista tapahtuu vain vähän
• Säteily etenee ilman väliainetta
• Lämpösäteily = infrapunasäteily, tulee auringosta
• Lämpölaajeneminen johtuu lisääntyvästä lämpöliikkeestä
• Kappaleen pituus kasvaa sen lämmetessä
• Lämpölaajenemista tapahtuu nestelämpömittarin sisällä
• Kaasut ja nesteet laajenevat lämmetessään
• Veden lämpölaajeneminen on poikkeuksellista
• Olomuodon muutokset: kiinteä aine, neste ja kaasu ovat olomuotoja
• Veden tiheys on suurinta
• Veden jäähtyessä sen tilavuus kasvaa ja tiheys pienenee, vettä kevyempi jää kelluu
• Termostaatti on laite, joka säätelee lämpötilaa
• Olomuodon muutokset:

  • Kiinteä aine, neste ja kaasu ovat olomuotoja
  • Aineet esiintyvät kolmessa eri olomuodossa
  • Aineen olomuoto riippuu lämpötilasta
• Kiinteässä aineessa jokaisella rakenneosalla on tarkalleen määrätty paikka

  • Lämpö saa rakenneosaset värähtelemään
  • Kiinteään aineeseen lämpöä tuotaessa sen rakenneosasten lämpöliike lisääntyy
  • Lopulta rakenneosaset värähtelevät niin paljon, että kiinteän aineen ominainen rakenne hajoaa ja se sulaa
  • Sulamisen aikana kaikki aineeseen tuleva energia kuluu rakenteen purkamiseen
  • Sulamispiste, jään 0°C = lämpötila jossa kiinteä aine muuttuu nesteeksi
• Lämpöliike nesteissä erilaista. Rakenneosat voivat siirtyä paikasta toiseen, vaeltaa toistensa ohi ja liikkua kaikkialla

  • Nestettä lämmittäessä lämpöliike lisääntyy ja neste alkaa haihtua
  • Haihtumisessa neste muuttuu kaasuksi eli höyrystyy nesteen pinnalta
  • Kun nesteen lämpötila saavuttaa kiehumispisteen höyrystymistä tapahtuu myös nesteen sisällä
  • Kiehumisen eikä sulamisen aikana lämpötila ei muutu
  • Kiehumispiste riippuu ilmanpaineesta
  • Härmistyä = vesi voi muuttua kaasusta kiinteäksi
  • Sublimoitua = vesi voi muuttua kiinteästä kaasuksi
• Olomuodon muutoksissa sitoutuu tai vapautuu energiaa

  • Kiinteän aineen sulaminen vaatii energiaa, sulamisen aikana lämpötila ei muutu
  • Jähmettymisessä neste muuttuu kiinteäksi aineeksi, vapautuu sama määrä energiaa kuin sulamisessa sitoutuu
  • Nesteen kiehuminen vaatii energiaa, lämpötila ei muutu
  • Tiivistymisessä kaasu muuttuu nesteeksi, vapautuu sama määrä energiaa kuin kiehumisessa sitoutuu
  • Lämmetessään aine sitoo energiaa ja jäähtyessään vapauttaa sitä
• Lämpöenergian varastoiminen:

  • Takka ja kiuas varastoivat lämpöä
  • Puun kemiallinen energia muuntuu palamisessa lämpöenergiaksi ja varastoituu takan rakenteisiin
  • Saunassa lämpö varastoituu kiukaan kiviin
  • Aineet varastoivat eri määrät lämpöenergiaa
  • Ominaislämpökapasiteetti = eri aineiden lämmönvarastointikykyä kuvaava suure
  • Veden ominaislämpökapasiteetti on 4,2 kJ/(kg°C)
  • Vesi varastoi hyvin lämpöenergiaa, yhdeksänkertainen rautaan verrattuna
  • Syksyllä meriveteen kesän aikana sitoutunut lämpöenergia lämmittää ilmaa, minkä vuoksi lämpötila rannikoilla pysyy sisämaata korkeammalla
• Kotien lämmönlähteet:

  • Nykyään suurin osa rakennuksien vaatimasta lämmöstä tuotetaan keskitetysti lämpölaitoksissa
  • Kaukolämmössä lämpö tuotetaan keskitetysti
  • Useimpia pikkutaloja lämmitetään sähköllä
  • Maalämpö yleistyy
  • Ilmalämpöpumppu
  • Öljylämmitys menettää suosiotaan kalliin öljyn takia
  • Puulämmitys
  • Aurinkoenergia on lämmitysmuoto, jossa lämpöä tai sähköä saadaan auringon säteilyenergiasta