2013-03-21 12:47 #0 av: Kaj

Värme och temperatur
När NASAs Viking-sond skulle ta sig ut i vårt solsystem var den tvungen att passera ett ställe (stoftmoln) där temperaturen var miljoner grader varmt.
Normalt borde ju hela sonden förångats men Viking-sonden passerade genom molnet utan några som helst problem.
Många tror att det hade med hastigheten som Viking-sonden hade men det stämmer absolut inte.
Orsaken är att temperatur och värme är två helt olika saker. Temperatur mäts i den hastighet atomer har i ett visst ämne (i detta fall miljoner grader) medans värme mäts i den energi som utvecklas på ett föremål.
För att något skall kännas varmt måste det varma föremålet kunna överföra energi till det mottagande föremålet. Om det finns för få atomer i ett varmt föremål så kommer visserligen mängden energi som överförs motsvara antalet grader men om det är få atomer kommer deras gemensamma energimängd inte påverkas i någon större omfattning. Det moln som Viking-sonden passerade hade enbart några tusen atomer per kubikcentimeter vilket inte på långt när var tillräckligt för att få Viking-sonden att brinna upp. Hade molnet haft samma atomtäthet som t ex luft har på jorden (mer än 10 upphöjt till 21 antal atomer per kubikcentimeter = 10 000 000 000 000 000 000 000) så hade Viking-sonden förångats på bråkdelen av en sekund.

Denna lag gäller i hela universum att varma föremål alltid avger värme till kallare föremål tills en jämnvikt uppstår då båda objekten har samma temperatur då överföringen avstannar.

Ta t ex att stoppa ner handen i en kastrull med kokande vatten (100 grader). Din hand skulle då skållas så mycket att du skulle få rejäla brännskador då vatten innehåller många många atomer vars energi överförs till din hand. Om du däremot sitter i en bastu så kan ju temperaturen lätt vara 100 grader utan att man skållas. Varmt är det men inte farligt så länge man inte sitter för länge. Anledningen är att luft innehåller färre atomer än vatten varför överföringen av energi (värme) till din kropp inte blir lika stor som om du stoppar handen i kokande vatten som ju också är 100 grader.

Ett annat exempel är att en kastrull med kokande vatten som tas av spisen och ställs i rummet sakta kommer att svalna till dess den erhåller samma temperatur som rummet har. I detta läge så avger kastrullen värme till luften i rummet som är kallare till dess både vattnet och luften får samma temperatur. Rummets temperatur kommer att ökas något men då rummet är så stort så kommer det knappas vara mätbart.
Omvänd kan nämnas att en kastrull med vatten i ett rum inte automatiskt kan börja koka. För det krävs att man tillför värme genom t ex en spisplatta.

Ytterligare är ett exempel om du ställer in ett glas vatten i frysen så kommer vattnet att avge värme till frysen till dess att vattnet uppnår maximal låg temperatur och fryser till is.
Omvänt om du tar ut ett glas vatten som frusit till is och ställer det i ett rum så kommer värmen från rummet (som ju är varmare än det frusna vattnet) att överföra energi till glaset till dess det smälter och slutligen uppnår samma temperatur som rummet.

Att vattnet i glaset kan kännas kallare än luften i rummet trots att de har samma temperatur har återigen med atomtätheten att göra. Vattnet har fler atomer än vad din hud har vilket innebär att din hud försöker utjämna balansen och att det då känns lite kallare än vad temperaturen verkligen säger.