Μάθημα : Φυσική Ε' Τάξη

Κωδικός : 9280095175

9280095175  -  ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΚΑΤΣΟΥΛΗ

Ενότητες - Θερμότητα

Θερμότητα

από 11/2/25 

Βασικές έννοιες, θερμοκρασία, θερμόμετρο, τήξη, πήξη, εξάτμιση, συμπύκνωση, βρασμός, συστολή, διαστολή.

ΦΕ01: ΤΟ ΘΕΡΜΟΜΕΤΡΟ

Η θερμοκρασία είναι μια έννοια, ένα μέγεθος, που μας βοηθά να περιγράψουμε πόσο θερμό ή ψυχρό είναι ένα σώμα. Όταν ένα σώμα είναι θερμό, λέμε ότι έχει υψηλή θερμοκρασία, όταν είναι ψυχρό, λέμε ότι έχει χαμηλή θερμοκρασία. Τη θερμοκρασία τη μετράμε με ειδικά όργανα, τα θερμόμετρα.

Όπως όλες οι αλλαγές γύρω μας, έτσι και η αλλαγή της θερμοκρασίας οφείλεται στην ενέργεια. Μία από τις μορφές ενέργειας είναι η θερμική ενέργεια. Θερμική ενέργεια ονομάζουμε την κινητική ενέργεια των μορίων λόγω των συνεχών και τυχαίων κινήσεών τους. Τη θερμική ενέργεια την αντιλαμβανόμαστε από τη θερμοκρασία του σώματος. Όσο περισσότερη θερμική ενέργεια έχει ένα σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι και η θερμοκρασία του. Όταν στο σώμα προσφέρεται ενέργεια, η θερμική ενέργειά του, άρα και η θερμοκρασία του, αυξάνεται. Αντίθετα, όταν το σώμα χάνει ενέργεια, η θερμική του ενέργεια, άρα και η θερμοκρασία του, μειώνεται.

Την ενέργεια, όταν ρέει από ένα σώμα προς ένα άλλο λόγω διαφορετικής θερμοκρασίας, την ονομάζουμε θερμότητα . Η θερμότητα ρέει πάντοτε από τα σώματα με υψηλότερη θερμοκρασία προς τα σώματα με χαμηλότερη θερμοκρασία.
 
Τα θερμόμετρα χρησιμοποιούνται για την ακριβή μέτρηση της θερμοκρασίας ενός σώματος, καθώς η αφή  μας (δηλαδή η αίσθηση που έχουμε όταν ακουμπάμε ένα σώμα) δεν είναι ακριβής μέθοδος, ούτε και ασφαλής για να κάνουμε τις σωστές μετρήσεις.
Τα θερμόμετρα είναι ανθρώπινες κατασκευές, οι οποίες αποτελούνται από ένα δοχείο με υγρό (παλαιότερα υδράργυρος, σήμερα χρωματισμένο οινόπνευμα), έναν λεπτό σωλήνα και την κλίμακα μέτρησης. Πλέον υπάρχουν και ψηφιακά θερμομετρα.

Ο Φαρενάιτ εφήυρε το θερμόμετρο οινοπνεύματος, το 1709, ενώ στη συνέχεια τοποθέτησε μια κλίμακα μέτρησης γνωστή ως κλίμακα Φαρενάιτ (F) (Fahrenheit). Στην Ελλάδα, χρησιμοποιούμε την κλίμακα μέτρησης που εφευρέθηκε από τον Κέλσιο, γνωστή ως κλίμακα Κελσίου (Celsius). Άλλη κλίμακα μέτρησης είναι η κλίμακα Κέλβιν (K).
 
Η συνήθης θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος είναι οι 36,6 ΟC.
Η χαμηλότερη θερμοκρασία είναι οι -273 ΟC, ή όπως αλλιώς λέγεται, το απόλυτο μηδέν.
Σύνδεσμοι
Θερμοκρασία - Θερμότητα

Σύντομη εισαγωγή στις έννοιες θερμοκρασία και θερμότητα.

Πολυμέσα
Θερμόμετρα με διαφορετικές μονάδες μέτρησης

Κέλβιν, Κελσίου και Φαρενάιτ.

Σύνδεσμοι
Μετατροπή βαθμών Κελσίου σε Φαρενάιτ

Πληκτρολογήστε τη θερμοκρασία σε βαθμούς Celsius, πατήστε Convert και αντιστοιχίστε σε βαθμούς Fahrenheit.

Σύνδεσμοι
Παρουσίαση: Το θερμόμετρο

Παρουσίαση μαθήματος από την Ψηφιακή Τάξη.

Εργασίες
Μετατρέποντας από Φαρενάιτ σε Κελσίου

Αξιοποιώντας την παρακάτω online εφαρμογή, κάντε πέντε (5) μετατροπές από βαθμούς Φαρενάιτ (F) σε βαθμούς Κελσίου (C) και γράψτε τα αποτελέσματα που βρήκατε. Μπορείτε να επιλέξετε όποιες θερμοκρασίες εσείς θέλετε, αρκεί να γράφετε τις μετατροπές όπως στο παράδειγμα.

π.χ. 10 F = -12.2 C

Online μετατροπές - ΠΑΤΗΣΤΕ ΕΔΩ

(γράφετε τον αριθμό στο κουτί και πατάτε CONVERT)

 

ΦΕ02: ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ - ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ: ΔΥΟ ΕΝΝΟΙΕΣ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ

Όπως έχουμε ήδη δει, η θερμοκρασία και η θερμότητα είναι δύο εντελώς διαφορετικές έννοιες. Αν μπορούσαμε να το πούμε πολύ απλά, θα λέγαμε ότι η θερμοκρασία ενός σώματος εκφράζει τη θερμική ενέργεια που έχει το σώμα και η οποία αλλάζει καθώς η ενέργεια ρέει από ένα σώμα σε ένα άλλο. Αυτή η "μεταφερόμενη" θερμική ενέργεια ονομάζεται θερμότητα.

Η πορεία της θερμότητας είναι μονόδρομη, καθώς μεταφέρεται μόνο από τα θερμότερα στα ψυχρότερα σώματα. Η ροή της θερμότητας σταματά όταν υπάρξει θερμική ισορροπία, δηλαδή όταν τα δύο δώματα αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία.

Η ανάποδη πορεία της θερμότητας επιτυγχάνεται μόνο με τη χρήση ειδικού μηχανισμού και απαιτείται η αξιοποίηση ηλεκτρικής ενέργειας. Τέτοιες συσκευές είναι τα ψυκτικά μηχανήματα, όπως το air condition και το ψυγείο, όπου η θερμότητα μεταφέρεται από το κρύο εσωτερικό του ψυγείου στο περιβάλλον που είναι πιο θερμό. Αυτό το καταλαβαίνουμε αν ακουμπήσουμε στο πίσω μέρος του ψυγείου, όπου το μεταλλικό πλέγμα είναι ζεστό.

Σύνδεσμοι
Τι είναι η θερμότητα;

Ένα αρκετά διαφωτιστικό βίντεο για τις έννοιες θερμοκρασία, θερμότητα και θερμική ενέργεια, από την Καθημερινή Φυσική.

Σύνδεσμοι
Θερμοκρασία και Θερμότητα (πειράματα)

Πειραματιζόμαστε με τις θερμοκρασίες σωμάτων και εξηγούμε τι συμβαίνει στη θερμική τους ενέργεια.

Πολυμέσα
Ο μονόδρομος της ενέργειας

Από τη ροή θερμότητας στη θερμική ισορροπία.

Σύνδεσμοι
Πώς λειτουργεί το ψυγείο;

Οι ευεργετικές ικανότητες του ψυγείου οφείλονται στο φρέον. Το φρέον (ανήκει στους χλωροφθοράνθρακες) είναι ένα υγρό που αλλάζει φυσική κατάσταση σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και το οποίο βρίσκεται μέσα στα κλιματιστικά, στα ψυγεία και γενικά σε διάφορες άλλες συσκευές που παράγουν ψύξη.

Σύνδεσμοι
Παρουσίαση: Θερμοκρασία - Θερμότητα

Παρουσίαση μαθήματος από την Ψηφιακή Τάξη.

Ασκήσεις
Σύντομη άσκηση στις έννοιες Θερμοκρασία - Θερμότητα

Απάντησε σε μερικές ερωτήσεις για τις έννοιες θερμοκρασία και θερμότητα.

ΦΕ03: ΤΗΞΗ ΚΑΙ ΠΗΞΗ

Η μεταφορά της θερμότητας από ένα σώμα σε ένα άλλο, δημιουργεί πολλά φαινόμενα στον κόσμο γύρω μας. Συγκεκριμένα, η μεταφορά θερμότητας είναι υπεύθυνη για τη μεταβολή της φυσικής κατάστασης των σωμάτων. Πως δηλαδή ένα σώμα γίνεται από στερεό, υγρό και από υγρό σε αέριο και το αντίστροφο.

Τις ζεστές καλοκαιρινές ημέρες βάζουμε παγάκια στο ποτήρι με το νερό μας. Καθώς το νερό είναι θερμότερο από τον πάγο, ρέει θερμότητα από το νερό προς τα παγάκια. Ο πάγος απορροφά θερμότητα και λιώνει, από στερεός γίνεται υγρός. Το ίδιο θα συμβεί αν αφήσουμε μια σοκολάτα σε ζεστό μέρος ή με ένα κερί που καίγεται. 

Η μετατροπή των στερεών σωμάτων σε υγρά ονομάζεται τήξη. Κάθε στερεό σώμα μετατρέπεται σε υγρό σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η οποία ονομάζεται θερμοκρασία τήξης. Όση ώρα διαρκεί η τήξη, η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή, δηλαδή η θερμοκρασία μένει ίδια μέχρι να ολοκληρωθεί το φαινόμενο.

Στην αντίστροφη περίπτωση, όταν δηλαδή τοποθετούμε την παγοθήκη στην κατάψυξη, από το θερμότερο νερό αποβάλλεται θερμότητα στον πιο ψυχρό αέρα, που βρίσκεται μέσα στην κατάψυξη. Το νερό σταδιακά από υγρό γίνεται στερεό. Το ίδιο συμβαίνει με το μείγμα για το παγωτό και τη γρανίτα.

​Το φαινόμενο αυτό, δηλαδή η μετατροπή ενός υγρού σε στερεό, ονομάζεται πήξη. Κάθε υγρό σώμα μετατρέπεται σε στερεό σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, που ονομάζεται θερμοκρασία πήξης. Όση ώρα διαρκεί η πήξη, η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή, δηλαδή δε μεταβάλλεται μέχρι να ολοκληρωθεί το φαινόμενο.

Για κάθε σώμα, οι θερμοκρασίες τήξης και πήξης είναι ίδιες

Λόγω των θερμοκρασιών που υπάρχουν επάνω στη Γη, το νερό είναι το μόνο υλικό που υπάρχει στη φύση και στις τρεις φυσικές καταστάσεις. Ως αέριο, στους υδρατμούς. Ως υγρό, στις λίμνες και τις θάλασσες. Ως στερεό, στους πάγους και στις βουνοκορφές.
Το καθαρό νερό (αυτό που δεν έχει δηλαδή μέσα άλλες ουσίες) έχει θερμοκρασία τήξης-πήξης τους 0 °C.

Σύνδεσμοι
Τήξη και Πήξη (πειράματα)

Πειραματιζόμαστε με την τήξη και την πήξη των σωμάτων.

Σύνδεσμοι
Τήξη ή Πήξη; (κουιζ)

Κουίζ του Γιάννη Σουδία.

Σύνδεσμοι
Παρουσίαση: Τήξη - Πήξη

Παρουσίαση μαθήματος από την Ψηφιακή Τάξη.

Ασκήσεις
Σύντομη άσκηση στην Τήξη και Πήξη

Απάντησε σε μερικές ερωτήσεις για την τήξη και την πήξη των σωμάτων.

ΦΕ04: ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ (ΥΓΡΟΠΟΙΗΣΗ)

Δύο ακόμα φαινόμενα που συνδέονται με την απορρόφηση και την αποβολή θερμότητας είναι η εξάτμιση και η συμπύκνωση. Στα φαινόμενα αυτά έχουμε την μετατροπή από υγρό σε αέριο και αντίστροφα. 

Στην εξάτμιση, ένα υγρό απορροφά θερμότητα και ένα μέρος του αλλάζει φυσική κατάσταση και γίνεται αέριο. Η εξάτμιση γίνεται μόνο από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού και όχι από όλη τη μάζα του. Δηλαδή, μόνο τα μόρια που βρίσκονται στο "εξωτερικό" μέρος του υγρού μεταβαίνουν στην αέρια κατάσταση και όχι εκείνα που βρίσκονται στο "εσωτερικό" του.

Για την εξάτμιση ενός υγρού δεν απαιτείται να φτάσει το υγρό σε κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία, όπως γινόταν στην τήξη και την πήξη. Επομένως, για κάθε υγρό ΔΕΝ υπάρχει συγκεκριμένη θερμοκρασία εξάτμισης. Από τη στιγμή που ένα υγρό απορροφά θερμότητα και η θερμοκρασία του αυξάνεται, σταδιακά εξατμίζεται και μετατρέπεται σε αέριο.

Ωστόσο, η ταχύτητα εξάτμισης ενός υγρού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Δηλαδή:
α) Όσο πιο μεγάλη είναι η επιφάνεια που καταλαμβάνει ένα υγρό, τόσο πιο γρήγορα θα εξατμιστεί.
β) Αν υπάρχουν ρεύματα αέρα πάνω από την επιφάνεια ενός υγρού, τότε η εξάτμιση επιταχύνεται καθώς τα ρεύματα αέρα απομακρύνουν γρηγορότερα τα μόρια αερίου που έχουν σχηματιστεί.
γ) Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία στην οποία βρίσκεται το υγρό, τόσο γρηγορότερα εξατμίζεται.
δ) Δεν εξατμίζονται όλα τα υγρά με την ίδια ευκολία.
Εκείνα που εξατμίζονται ευκολότερα ονομάζονται πτητικά. Τέτοια υγρά είναι το οινόπνευμα, η βενζίνη, τα αρώματα, κ.ά. Αντιθέτως, τα υγρά που εξατμίζονται πιο αργά ονομάζονται μη πτητικά και τέτοια είναι το λάδι, το πετρέλαιο κ.ά.

Παραδείγματα εξάτμισης:

Όταν η θερμοκρασία του σωματός μας ανεβαίνει (άθληση, πυρετός, υψηλές θερμοκρασίες στο περιβάλλον) ιδρώνουμε προκειμένου να κρατήσουμε τη θερμοκρασία μας σταθερή. Το σώμα μας εκκρίνει σταγονίδια ιδρώτα. Καθώς ο ιδρώτας εξατμίζεται, απορροφά θερμότητα από το σώμα μας κρατώντας έτσι τη θερμοκρασία του σε φυσιολογικά επίπεδα.

Το στέγνωμα των μαλλιών με το πιστολάκι, το άπλωμα της μπουγάδας, η παραγωγή του αλατιού στις αλυκές, οι κολόνιες που χρησιμοποιούμε είναι μόνο μερικές περιπτώσεις που βασίζονται στην εξάτμιση.

Η συμπύκνωση (ή αλλιώς υγροποίηση) είναι η ακριβώς αντίθετη διαδικασία. Σε αυτό το φαινόμενο ένα αέριο σώμα αποβάλλει θερμότητα και μετατρέπεται σε υγρό. 

Και εδώ ΔΕΝ υπάρχει συγκεκριμένη θερμοκρασία συμπύκνωσης. Από τη στιγμή που ένα αέριο αποβάλλει θερμότητα και η θερμοκρασία του μειώνεται, σταδιακά τα μόρια του συμπυκνώνονται και μεταβαίνουν στην υγρή κατάσταση.

Παραδείγματα συμπύκνωσης:

Όταν βάλουμε σε ένα ποτήρι παγάκια, έπειτα από λίγο θα σχηματιστούν σταγονίδια νερού στο εξωτερικό μέρος του ποτηριού. Βγήκε το νερό έξω από το ποτήρι; Προφανώς και όχι. Καθώς τα παγάκια λιώνουν, απορροφούν τη θερμότητα που υπάρχει στο εσωτερικό του ποτηριού και μειώνουν τη θερμοκρασία στο ίδιο το ποτήρι. Έτσι, τα μόρια του αέρια που υπάρχουν έξω από το ποτήρι υγροποιούνται μόλις ακουμπήσουν πάνω σε αυτό και σχηματίζουν τα σταγονίδια του νερού.

Οι σταγόνες νερού στο εσωτερικό των παραθύρων τον χειμώνα, το θάμπωμα των τζαμιών του αυτοκινήτου, το θάμπωμα των γυαλιών όταν φοράμε μάσκα, η ανάσα μας που είναι ορατή στον αέρα ένα χειμωνιάτικο πρωινό είναι μόνο μερικές περιπτώσεις που βασίζονται στη συμπύκνωση.

Τέλος, ο κύκλος του νερού είναι μια διαδικασία που περιλαμβάνει τόσο την εξάτμιση (τα νερά των θαλασσών και των λιμνων γίνονται υδρατμοί), όσο και τη συμπύκνωση (σχηματισμός σύννεφων).

Πολυμέσα
Εξάτμιση

Η εξάτμιση πραγματοποιείται στην ελεύθερη επιφάνεια του υγρού.

Πολυμέσα
Ιδρώτας

Η εξάτμιση του ιδρώτα ως διαδικασία σταθεροποίησης της θερμοκρασίας του σώματος.

Πολυμέσα
Εξάτμιση και Επιφάνεια Υγρού

Η επιφάνεια που καταλαμβάνει το υγρό ως παράγοντας που επηρεάζει την εξάτμιση.

Πολυμέσα
Εξάτμιση και Ρεύματα αέρα

Τα ρεύματα αέρα ως παράγοντας που επηρεάζει την εξάτμιση.

Πολυμέσα
Εξάτμιση και Θερμοκρασία υγρού

Η θερμοκρασία του υγρού ως παράγοντας που επηρεάζει την εξάτμιση.

Πολυμέσα
Εξάτμιση και Πτητικότητα

Το είδος του υγρού (πτητικό ή μη πτητικό) ως παράγοντας που επηρεάζει την εξάτμιση.

Σύνδεσμοι
Αλυκές Μεσολογγίου

Η αλυκή του Μεσολογγίου είναι η μεγαλύτερη αλυκή της Ελλάδας καθώς μπορεί να παράγει το 50-80% του αλατιού που παράγεται στην Ελλάδα κάθε χρόνο.

Πολυμέσα
Συμπύκνωση (1)

Τα σταγονίδια στο εξωτερικό ενός αναψυκτικού είναι φαινόμενο συμπύκνωσης.

Πολυμέσα
Συμπύκνωση (2)

Η ομίχλη που δημιουργεί η ανάσα μας ένα κρύο πρωινό είναι φαινόμενο συμπύκνωσης.

Πολυμέσα
Ο κύκλος του νερού

Εξάτμιση και Συμπύκνωση, δύο βασικά φαινόμενα στον κύκλο του νερού.

Σύνδεσμοι
Παρουσίαση: Εξάτμιση - Συμπύκνωση

Παρουσίαση μαθήματος από την Ψηφιακή Τάξη.

Ασκήσεις
Σύντομη άσκηση στην Εξάτμιση και τη Συμπύκνωση

Απάντησε σε μερικές ερωτήσεις για την εξάτμιση και τη συμπύκνωση των σωμάτων.

ΦΕ05: ΒΡΑΣΜΟΣ

Εκτός από την εξάτμιση, υπάρχει ένα ακόμη φαινόμενο κατά το οποίο ένα υγρό μετατρέπεται σε αέριο με την απορρόφηση θερμότητας. Αυτό είναι ο βρασμός. Η εξάτμιση και ο βρασμός αν και δίνουν το ίδιο αποτέλεσμα, έχουν κάποιες σημαντικές διαφορές:

α) Ο βρασμός πραγματοποιείται όταν το υγρό σώμα φτάσει σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η οποία ονομάζεται θερμοκρασία βρασμού.
β) Η μετατροπή γίνεται σε όλη τη μάζα του υγρού και όχι μόνο από την ελεύθερη επιφάνειά του. Δηλαδή, στον βρασμό μόρια από κάθε σημείο του υγρού μετατρέπονται σε αέρια.


Όσο διαρκεί ο βρασμός, η θερμοκρασία του υγρού παραμένει σταθερή, δηλαδή η θερμοκρασία μένει ίδια μέχρι να ολοκληρωθεί το φαινόμενο.

Η συμπύκνωση (ή αλλιώς υγροποίηση) παραμένει το αντίθετο φαινόμενο και για τον βρασμό, όπως είναι για την εξάτμιση. Ο βρασμός ονομάζεται αλλιώς ζέση.

Το καθαρό νερό βράζει στους 100 βαθμούς Κελσίου (θερμοκρασία βρασμού).

Πολυμέσα
Βρασμός - Εξάτμιση (σύγκριση)

Ο βρασμός και η εξάτμιση αναφέρονται στη μετατροπή από υγρό σε αέριο, έχουν όμως βασικές διαφορές.

Πολυμέσα
Εξάτμιση και βρασμός νερού

Το καθαρό νερό βράζει στους 100 βαθμούς Κελσίου.

Ασκήσεις
Σύντομη άσκηση στον Βρασμό

Απάντησε σε μερικές ερωτήσεις για τον βρασμό των σωμάτων.

Σύνδεσμοι
Παρουσίαση: Ο βρασμός

Παρουσίαση μαθήματος από την Ψηφιακή Τάξη.

ΜΙΑ ΜΙΚΡΗ ΠΑΡΕΝΘΕΣΗ!

Εκτός από τα τέσσερα φαινόμενα που είδαμε παραπάνω (τήξη, πήξη, εξάτμιση-βρασμός, συμπύκνωση), υπάρχουν δύο ακόμα φαινόμενα τα οποία αφορούν την απευθείας μετατροπή ενός στερεού σε αέριο και το αντίστροφο. Τα φαινόμενα αυτά ονομάζονται εξάχνωση και απόθεση, αντίστοιχα. 

Στην εξάχνωση το σώμα περνά απευθείας από την στερεή στην αέρια φάση, χωρίς να περάσει από την ενδιάμεση υγρή κατάσταση, απορροφώντας θερμότητα. Το συγκεκριμένο φαινόμενο συμβαίνει σε συγκεκριμένες χημικές ενώσεις που δεν μπορούν να υπάρξουν στην υγρή κατάσταση, κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Τέτοιες ενώσεις είναι η ναφθαλίνη και το στερεό διοξείδιο του άνθρακα ή αλλιώς, ο ξηρός πάγος.

Στην απόθεση το σώμα περνά απευθείας από την αέρια στη στερεή φάση, χωρίς να περάσει από την ενδιάμεση υγρή κατάσταση, αποβάλλοντας θερμότητα. Παραδείγματα απόθεσης αποτελούν η συμπύκνωση των υδρατμών απευθείας σε πάγο, η δημιουργία χιονιού στα σύννεφα και η πάχνη στο έδαφος.

Πολυμέσα
Μπαλάκια ναφθαλίνης

Η ναφθαλίνη χρησιμοποιείται για την καταπολέμηση των σκόρων στα ρούχα, αν και η χρήση της σιγά σιγά εγκαταλείπεται μιας και θεωρείται επικίνδυνη για την υγεία των ανθρώπων. Η στερεή ναφθαλίνη απορροφά θερμότητα και μετατρέπεται απευθείας σε αέρια μόρια ναφθαλίνης, τα οποία αντιλαμβανόμαστε και εμείς και οι σκόροι από την πολύ έντονη μυρωδιά!

Πολυμέσα
Ξηρός πάγος για εφέ

Ο ξηρός πάγος αξιοποιείται ως εφέ σε εκδηλώσεις ή στο θέατρο, καθώς η εξάχνωσή του δημιουργεί αυτό το λευκό σύννεφο.

Πολυμέσα
Ξηρός πάγος (2)

Μια πιο πρακτική χρήση του ξηρού πάγου, είναι αυτή στα ψυγεία των αεροπλάνων. Η εξάχνωση του ξηρού πάγου συνδέεται με την απορρόφηση θερμότητας από το περιβάλλον, οπότε ο ξηρός πάγος κρατά χαμηλή την θερμοκρασία στο εσωτερικό των ψυγείων και δροσερά τα προϊόντα για πολλές ώρες, χωρίς να απαιτείται η χρήση ρεύματος. Ο ξηρός πάγος μεταφέρεται σε πλάκες, οι οποίες ανανεώνονται μόλις εξαχνωθούν πλήρως και χρησιμοποιούνται ειδικά γάντια για την αποφυγή εγκαυμάτων.

Πολυμέσα
Απόθεση πάχνης

Η πάχνη είναι το φυσικό φαινόμενο κατά το οποίο οι υπάρχοντες υδρατμοί στην ατμόσφαιρα κοντά στο έδαφος συμπυκνώνονται κατευθείαν σε μικροσκοπικούς παγοκρυστάλλους, χωρίς προηγουμένως να υποστούν τη μετατροπή σε υγρή κατάσταση.

Πολυμέσα
Δημιουργία χιονιού

Το χιόνι προκύπτει από την απευθείας συμπύκνωση των υδρατμών σε κρυστάλλους πάγου, με πολύ βραδύ ρυθμό, χωρίς να μεσολαβήσει η υγρή κατάσταση. Αυτό φυσικά συμβαίνει υπό την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία είναι κατώτερη του σημείου πήξεως του νερού (0 °C).

Πολυμέσα
Χιονονιφάδες... οι μοναδικές!

Ο άνθρωπος που αποθανάτισε τη πρώτη νιφάδα χιονιού ήταν ο Wilson A. Bentley, στις 15 Ιανουαρίου του 1885. Αυτό που ίσως δεν ξέρατε είναι πως κάθε χιονονιφάδα είναι μοναδική! Επειδή η δημιουργία μιας χιονονιφάδας γίνεται με πολύ αργό ρυθμό μέσα στα σύννεφα, οι υδρατμοί αποκρυσταλλώνονται παίρνοντας κάθε φορά και διαφορετικό σχήμα! Wow!

ΦΕ06-08: ΣΥΣΤΟΛΗ ΚΑΙ ΔΙΑΣΤΟΛΗ

Όταν ένα σώμα απορροφά θερμότητα, τότε αυξάνεται η κινητική ενέργεια των μορίων του. Τα μόρια έχουν μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων και τείνουν να απομακρυνθούν το ένα από το άλλο. Την συγκεκριμένη κινητικότητα εμείς την αντιλαμβανόμαστε ως αύξηση των διαστάσεων των σωμάτων και συγκεκριμένα ως αύξηση του όγκου (του χώρου) που καταλαμβάνει το σώμα. Η αύξηση αυτή ονομάζεται διαστολή

Αντιθέτως, όταν ένα σώμα αποβάλλει θερμότητα η κινητική ενέργεια των μορίων του μειώνεται. Τα μόρια έχουν λιγότερη κινητικότητα και πλησιάζουν το ένα το άλλο. Αυτό το πλησίασμα το αντιλαμβανόμαστε ως μείωση των διαστάσεων των σωμάτων και συγκεκριμένα ως μείωση του όγκου (του χώρου) που καταλαμβάνει το σώμα. Η μείωση αυτή ονομάζεται συστολή.

Τα σώματα (στερεά, υγρά ή αέρια) όταν θερμαίνονται, δηλαδή όταν παίρνουν ενέργεια, διαστέλλονται. Όταν ψύχονται, δηλαδή όταν δίνουν ενέργεια, συστέλλονται.

Τα στερεά και τα υγρά σώματα έχουν διαφορετικό βαθμό συστολής - διαστολής, στην ίδια μεταβολή θερμοκρασίας, ανάλογα με το είδος τους. Δηλαδή, ένα πλαστικό αντικείμενο και ένα σιδερένιο αντικείμενο θα έχουν διαφορετική διαστολή, αν αυξήσουμε τη θερμοκρασία τους κατά 5 βαθμούς Κελσίου. Ομοίως, θα έχουν διαφορετική συστολή δύο υγρά σώματα, αν τους μειώσουμε τη θερμοκρασία κατά 2 βαθμούς Κελσίου.

Αντιθέτως, τα διάφορα αέρια σώματα συστέλλονται και διαστέλονται σε περίπου ίδιο βαθμό, όταν μεταβάλλεται η θερμοκρασία τους. Δηλαδή, μια ποσότητα οξυγόνου και μια ποσότητα αζώτου θα διασταλλούν με παρόμοιο τρόπο, αν αυξήσουμε τη θερμοκρασία τους κατά 10 βαθμούς Κελσίου.

Πολυμέσα
Διαστολή στη σφαίρα

Η αύξηση της θερμοκρασίας της σφαίρας οδήγησε στη διαστολή της (αύξηση του όγκου της), με αποτέλεσμα να μην περνά από το δαχτυλίδι.

Πολυμέσα
Οδοντωτοί σύνδεσμοι διαστολής

Οι σύνδεσμοι αυτοί τοποθετούνται στις γέφυρες προκειμένου να μην γκρεμίζονται όταν συστέλλονται/διαστέλλονται, από τη μεταβολή τη θερμοκρασίας του περιβάλλοντος.

Πολυμέσα
Ψήλωσε ο Πύργος του Άιφελ

Μια πολύ θερμή καλοκαιρινή μέρα διαστέλλει τον μεταλλικό Πύργο του Άιφελ και τον ψηλώνει κατά 15 εκατοστά!!

Πολυμέσα
Διαστολή και διαστάσεις ανά υλικό

Η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί στην αύξηση του μήκους της ράβδου. Ανάλογα όμως με το υλικό της ράβδου, η αύξηση τους μήκους διαφέρει.

Πολυμέσα
Πού πήγε ο καφές;

Η απομάκρυνση του καφέ από την εστία της κουζίνας προκαλεί τη συστολή του καφέ, η οποία συνοδεύεται από τη μείωση της στάθμης του μέσα στο μπρίκι.

Πολυμέσα
Διαστολή σε υγρά υλικά

Η διαστολή του υγρού φαίνεται στην αύξηση της στάθμης του. Ωστόσο, σε διαφορετικά υγρά η αύξηση της στάθμης είναι διαφορετική, στην ίδια μεταβολή θερμοκρασίας και με ίδια αρχική στάθμη.

Ασκήσεις
Σύντομη άσκηση στη Συστολή και Διαστολή

Απάντησε σε μερικές ερωτήσεις για την συστολή και τη διαστολή των σωμάτων.

Σύνδεσμοι
Παρουσίαση: Θερμαίνοντας και ψύχοντας τα στερεά

Παρουσίαση μαθήματος από την Ψηφιακή Τάξη.

Σύνδεσμοι
Παρουσίαση: Θερμαίνοντας και ψύχοντας τα υγρά

Παρουσίαση μαθήματος από την Ψηφιακή Τάξη.

Σύνδεσμοι
Παρουσίαση: Θερμαίνοντας και ψύχοντας τα αέρια

Παρουσίαση μαθήματος από την Ψηφιακή Τάξη.

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

Για την επανάληψη της ενότητας πρέπει να μελετήσετε:

  • το υλικό που έχει ανέβει παραπάνω για κάθε κεφάλαιο της ενότητας
  • τις σελίδες 70-92, στο πορτοκαλί βιβλίο (ό,τι έχουμε σημειώσει)
  • τις σελίδες 40-55, στο πράσινο βιβλίο (κυρίως ανάγνωση και ιδιαίτερη προσοχή στο Γλωσσάρι και στο Με μια ματιά, σελ.55)
  • το παρακάτω επαναληπτικό υλικό και την άσκηση που θα ξεκλειδώσει το πιστοποιητικό του "Ειδικού Θερμότητας"
Σύνδεσμοι
Θερμοκρασία-Θερμότητα (επαναληπτικό βίντεο)

Από το "Μένουμε ασφαλείς".

Σύνδεσμοι
Επαναληπτικό Θερμότητας (1)

Από τον Γιάννη Σουδία.

Σύνδεσμοι
Επαναληπτικό Θερμότητας (2)

Από τον atheo.

Ασκήσεις
Τεστ Θερμότητας (Κεφάλαια ΦΕ1 - ΦΕ2)

ΦΕ01: ΤΟ ΘΕΡΜΟΜΕΤΡΟ | ΦΕ02: ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ - ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ: ΔΥΟ ΕΝΝΟΙΕΣ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ

 

Σύνδεσμοι
Formative: Εξάτμιση - Συμπύκνωση - Βρασμός

Μικρή επαναληπτική άσκηση σε αυτά τα τρία φαινόμενα.

Ασκήσεις
Επαναληπτική Άσκηση στη Θερμότητα

Θερμοκρασία, θερμότητα, φαινόμενα αλλαγής φυσικής κατάστασης, συστολή, διαστολή