ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ

Α. Όταν δύο σώματα διαφορετικών αρχικών θερμοκρασιών έρθουν σε επαφή τέτοια ώστε να μπορούν να ανταλλάξουν θερμότητα μεταξύ τους, τότε θερμότητα θα μεταφέρεται από το σώμα υψηλότερης θερμοκρασίας προς το σώμα χαμηλότερης θερμοκρασίας. Αποτέλεσμα αυτής της θερμικής αλληλεπίδρασης είναι η θερμοκρασία του θερμότερου σώματος να κατέρχεται και η θερμοκρασία του ψυχρότερου να ανέρχεται. Όταν τα δύο σώματα αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία, τότε παύει η μεταφορά θερμότητας. Αυτό ονομάζεται κατάσταση θερμικής ισορροπίας. Β. Για να μετρήσουμε ποσά θερμότητας που ανταλλάσσονται μεταξύ των διαφόρων σωμάτων, βασιζόμαστε στην παραδοχή, ότι σε ένα θερμικά μονωμένο σύστημα το ποσό θερμότητας που απορροφά το ψυχρότερο σώμα είναι κατά απόλυτη τιμή ίσο με το ποσό θερμότητας που απορροφά το ψυχρότερο σώμα είναι κατά απόλυτη τιμή ίσο με το ποσό θερμότητας που προσφέρεται από το θερμότερο. Για το σκοπό αυτό χρειαζόμαστε μία διάταξη που να προσεγγίζει κατά το δυνατόν συνθήκες θερμικά μονωμένου συστήματος, δηλαδή τέτοιου που να μην ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον του. Διάταξη με πολύ καλή θερμική μόνωση που προσεγγίζει ικανοποιητικά τον όρο αυτό είναι το θερμιδόμετρο. Επίσης το “θερμός”, στο οποίο διατηρείται ζεστός ο καφές ή κρύο ένα αναψυκτικό. Ένα κλειστό δοχείο μπορεί να προσεγγίσει τις συνθήκες του θερμικά μονωμένου συστήματος, αν περιβληθούν τα τοιχώματά του με πολύ καλό θερμομονωτικό υλικό, π.χ. υαλοβάμβακα. Γ. Η θερμότητα Q που απορροφά (ή αποβάλλει) ένα σώμα είναι ανάλογη με τη μάζα του m, ανάλογη με τη μεταβολή της θερμοκρασίας Δθ και εξαρτάται από το υλικό του σώματος. Ισχύει δηλαδή η εξίσωση (νόμος της θερμιδομετρίας) Q = c m Δθ όπου ο συντελεστής c έχει ορισμένη τιμή για κάθε υλικό και ονομάζεται ειδική θερμότητα του υλικού. Η ειδική θερμότητα του νερού είναι κατά προσέγγιση 4.190 J/kg °C ή 1cal/g°C.

ΟΡΓΑΝΑ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ - Λεκάνη γυάλινη ή πλαστική διαστάσεων περίπου 15cm x 8cm x 8cm χωρισμένη υδατοστεγώς σε δύο άνισους θαλάμους με έλασμα χαλκού ή αλουμινίου. Η σχέση των όγκων των δύο θαλάμων είναι 2:1. Εξωτερικά τα πλευρικά τοιχώματα και ο πυθμένας της λεκάνης καλύπτονται από υαλοβάμβακα για να επιτυγχάνεται θερμική μόνωση. - Δύο πλάκες από φελλό ή σκληρό πλαστικό με δύο τρύπες το καθένα που χρησιμεύουν ως σκεπάσματα (καπάκια) των δύο θαλάμων. - Δύο θερμόμετρα - Δύο αναδευτήρες - Δύο μανταλάκια - Ποτήρι ζέσης 400mL - Ογκομετρικός κύλινδρος 250mL - Λύχνος υγραερίου (γκαζάκι) ή οινοπνεύματος - Τρίποδας - Αντιθερμικό πλέγμα - Σπίρτα - Χαρτομάντηλα ή θερμομονωτικό γάντι - Χρονόμετρο ή ρολόι χεριού