De temperatuur is een maat voor de gemiddelde translationele kinetische energie van de moleculen van een systeem. Warmte wordt gewoonlijk uitgedrukt in een van de twee eenheden: de calorie, een oudere metrische eenheid, en de Britse thermische eenheid (Btu), een Engelse eenheid die gewoonlijk in de Verenigde Staten wordt gebruikt. Wetenschappers drukken warmte uit in de joule, een eenheid die voor alle vormen van energie wordt gebruikt.
Als warmte wordt toegevoegd aan een stof in vaste toestand, winnen de moleculen van de stof kinetische energie en stijgt de temperatuur van de stof. De hoeveelheid warmte die nodig is om een massa-eenheid van de stof één graad in temperatuur te doen stijgen, wordt de soortelijke warmte van de stof genoemd. Vanwege de manier waarop de calorie en de Btu zijn gedefinieerd, is de soortelijke warmte van een stof in beide meetsystemen hetzelfde. Bijvoorbeeld, de soortelijke warmte van water is 1 calorie per gram per graad Celsius; d.w.z., 1 calorie warmte is nodig om de temperatuur van 1 gram water met 1 graad Celsius te doen stijgen; het is ook 1 Btu per pond per graad Fahrenheit.
Wanneer een vaste stof een bepaalde temperatuur bereikt, verandert hij in een vloeistof. Deze temperatuur is een bijzondere eigenschap van de stof en wordt het smeltpunt genoemd. Terwijl de overgang vast-vloeibaar plaatsvindt, is er geen verandering in temperatuur. Alle warmte die wordt toegevoegd, wordt omgezet in de interne potentiële energie die hoort bij de vloeibare toestand. De hoeveelheid warmte die nodig is om één massa-eenheid van een stof om te zetten van vast naar vloeibaar wordt de smeltwarmte, of latente smeltwarmte, van de stof genoemd. Net als de soortelijke warmte is ook de latente warmte een eigenschap van een bepaalde stof. De latente smeltwarmte voor de overgang van ijs naar water bedraagt 80 calorieën per gram.
Nadat een stof volledig is overgegaan van een vaste stof naar een vloeistof, doet verdere toevoeging van warmte de temperatuur weer stijgen tot het kookpunt is bereikt, de specifieke temperatuur waarbij de gegeven stof overgaat van een vloeistof naar een gas. Tijdens de overgang van vloeistof naar gas blijft de temperatuur constant totdat de verandering is voltooid. De verdampingswarmte, of latente verdampingswarmte, is de warmte die moet worden toegevoegd om één massa-eenheid van de stof om te zetten van een vloeistof in een gas.
- Inleiding
- Maatstaven van warmte
- Overdracht van warmte
- Studie en analyse van warmte
- Bibliografie