"Institute of Educational Policy" Books
1.14 Θερμιδομετρία
Όταν διαφορετικά μέρη ενός απομονωμένου συστήματος βρίσκονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες, η θερμότητα θα μεταβαίνει από τα μέρη με την υψηλή θερμοκρασία στα μέρη με τη χαμηλή θερμοκρασία. Αν το σύστημα είναι πλήρως απομονωμένο, δεν μπορεί να εισέλθει ή να εξέλθει ενέργεια απ' αυτό. Συνεπώς, η αρχή της διατήρησης της ενέργειας παίζει ένα σημαντικό ρόλο. Η θερμότητα την οποία έχασε ένα μέρος του συστήματος ισούται πάντα με τη θερμότητα την οποία πήρε ένα άλλο μέρος του συστήματος.
Η ανταλλαγή της θερμότητας, όπως περιγράφεται στο παράδειγμα 13, αποτελεί τη βάση μιας τεχνικής που είναι γνωστή ως θερμιδομετρία και συνίσταται στην ποσοτική μέτρηση της θερμότητας που ανταλλάσσεται. Για την πραγματοποίηση αυτών των μετρήσεων χρησιμοποιούνται όργανα που είναι γνωστά ως θερμιδόμετρα και είναι διάφορων τύπων. Ένα απλό θερμιδόμετρο νερού φαίνεται στην εικόνα 1.50.
Είναι πολύ σημαντικό το θερμιδόμετρο να είναι καλά μονωμένο, ώστε το ποσό της θερμότητας που ανταλλάσσεται με το περιβάλλον να είναι αμελητέο. Μια σημαντική χρήση του θερμιδόμετρου είναι ο καθορισμός των ειδικών θερμοτήτων διάφορων υλικών. Στη διαδικασία, που είναι γνωστή ως μέθοδος των μειγμάτων, ένα δείγμα της ουσίας της οποίας θέλουμε να βρούμε την ειδική θερμότητα θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία, την οποία μετράμε με ακρίβεια, και στη συνέχεια ρίπτεται μέσα στο ψυχρό νερό του θερμιδόμετρου. Η θερμότητα που αποβάλλεται από το δείγμα πηγαίνει στο νερό και στο θερμιδόμετρο. Αν μετρήσουμε την τελική θερμοκρασία του μείγματος, η ειδική θερμότητα του δείγματος μπορεί να προσδιοριστεί όπως φαίνεται στο ακόλουθο παράδειγμα.