Teplo

Vzorec na výpočet tepla potrebného na zvýšenie teploty telesa za predpokladu, že medzi teplotami nedôjde k fázovej zmene:

${\displaystyle Q=c.m\left(t-t_{0}\right)}$

• ${\displaystyle Q}$ – je teplo (J)
• ${\displaystyle c}$ – je merná tepelná kapacita (J.kg⁻¹.K⁻¹)
• ${\displaystyle m}$ – je hmotnosť (kg).
• ${\displaystyle \left(t-t_{0}\right)}$ – odpočet novej teploty (K) telesa od pôvodnej.

V minulosti si ľudia mysleli, že medzi telesami prúdi kalorikum, akási neviditeľná substancia, ktorej majú studené telesá málo a horúce veľa. V skutočnosti je teplo spôsobom prenosu energie medzi telesami.

Bežným spôsobom prenosu energie je práca. Ak je v nádobe uzatvorený plyn, zmenou jeho objemu je vykonaná práca. Ak je nádoba tepelne izolovaná (tepelne izolovaná sústava), plyn sa zmenou objemu zohreje (o koľko sa zohreje hovorí prvý termodynamický zákon). V prípade tepelne neizolovanej sústavy je možné teplotu plynu zvýšiť aj ohriatim nádoby. To spôsobí zmenu teploty steny nádoby, čiže častice tvoriace stenu nádoby budú mať vyššiu energiu. Molekuly plynu s menšou energiou potom pri zrážkach so stenami nádoby časť energie ich molekúl prevezmú. Tento mikroskopický proces nazývame tepelná výmena.

Teplo prúdi z teplejšieho telesa na studenšie. V skutočnosti prúdi energia, ktorá sa premieňa na neusporiadaný pohyb molekúl látky (pri plynoch) alebo zvyšuje kmitanie atómov v kryštalickej mriežke (pri tuhých látkach) – teda zvyšuje (resp. znižuje) jej teplotu.

Teplo je teda miera energie, ktorú pri tepelnej výmene odovzdá teplejšie teleso chladnejšiemu. Keď teleso prijíma energiu vo forme tepla, jeho vnútorná energia stúpa.

Prenos tepla čiže tepelná výmena nastáva medzi dvoma telesami (telesom a okolím), ak je medzi nimi teplotný rozdiel. Prebieha prenos energie vo forme tepla vedením, prúdením alebo žiarením z teplejšieho na chladnejšie miesto. Prenosom tepla sa zvýši vnútorná energia, ako aj teplota atómov na chladnejšom mieste. Prenos tepla prebieha pokiaľ sa nevyrovnajú teploty a nedosiahne stav nazývaný tepelná rovnováha.

Dôsledok prenosu tepla ak teleso príjme alebo stratí tepelnú energiu, jeho vnútorná energia vzrastie alebo klesne. V dôsledku toho sa teplota telesa zvýši alebo klesne (veľkosť zmeny teploty závisí od tepelnej kapacity telesa) alebo sa zmení jeho skupenský stav. Tepelná kapacita (c) je telesom prijatá alebo odovzdaná energia vo forme tepla, pri zmene jeho teploty o 1 K. Je to vlastnosť telesa a závisí od jeho hmotnosti a od látky, z ktorej teleso pozostáva. Teda hodnota tepelnej kapacity je rozdielna pre rôzne telesá a dá sa počítať osobitne pre každé teleso.

Skupenstvo. Zmeny (skupenského) stavu: vyparovanie, tuhnutie (mrznutie), topenie, kondenzácia, odparovanie, sublimácia a desublimácia. Všetky prechody z jedného skupenského stavu do druhého sú spojené so zmenou vnútornej energie látky, tzn. každá zmena skupenstva spotrebuváva, alebo uvoľňuje energiu.

Teplom sa zaoberá časť fyziky nazývaná Termika, alebo tepelná fyzika.

Teplo potrebné k ohriatiu látky o jeden teplotný stupeň sa nazýva tepelná kapacita. Teplo potrebné k ohriatiu jedného kilogramu látky o jeden teplotný stupeň sa nazýva merná tepelná kapacita (merné teplo). Teplo potrebné k ohriatiu jedného mólu látky o jeden teplotný stupeň sa nazýva molárna tepelná kapacita (molárne teplo).

Meraním tepla sa zaoberá kalorimetria. Základom kalorimetrických úvah je zákon zachovania energie, ktorého znenie vyjadruje tzv. kalorimetrická rovnica.

Šírenie tepelnej energie z jedného miesta na druhé môže prebiehať vedením, prúdením alebo žiarením (sálaním).

Znamienko hodnoty tepla hovorí, či ide o teplo prijaté, alebo odovzdané, pričom nie je presne dané či kladná hodnota znamená prijaté, alebo vydané teplo.

Väčšina tepla na povrchu Zeme, priamo alebo nepriamo pochádza zo Slnka. Teplo slnečných lúčov pochádza z termonukleárnych reakcií vo vnútri Slnka. Naše telo takisto neustále vyvíja teplo, pochádzajúce z biologicko-chemického spaľovania potravín, v ktorých je tiež naakumulovaná energia Slnka. Slnečná energia spôsobuje zmeny počasia, fúkanie vetra, dážď, sneh. Vo vnútri Zeme panuje tiež obrovské teplo. To zase zapríčiňuje výbuchy sopiek a zemetrasenia. Teplo, ktoré sa uvoľňuje spaľovaním paliva, využívajú na pohyb motory v autách, lietadlách a iných dopravných prostriedkoch. Elektrárne menia teplo na elektrinu, ktorá sa privádza do domácností. Teplo je teda druh energie. Všetko, dokonca i najchladnejší predmet, má určité teplo – studené teleso ho má jednoducho menej ako horúce. Tepelná energia pochádza z kmitavého pohybu atómov a molekúl. V horúcich telesách sa pohybujú rýchlejšie, v chladnejších pomalšie.

Doteraz sme sa zaoberali jedným špeciálnym spôsobom výmeny tepla, obvyklým najmä v termodynamike, pri ktorom sa energia prenáša medzi tuhou látkou a plynom (resp. kvapalinou). Okrem toho poznáme tri ďalšie základné spôsoby výmeny tepla, a to vedenie, konvekciu a žiarenie.

Fyzikálny portál

• Teoretická fyzika
  • Tepelná kapacita, Merná tepelná kapacita, Tepelná vodivosť, Tepelná rovnováha, Tepelná výmena, Prestup tepla, Vedenie tepla, Vnútorná energia, Q, Šírenie tepla, Prúdenie tepla
• Termodynamické vety
  • Nultá termodynamická veta, Prvá termodynamická veta, Druhá termodynamická veta, Tretia termodynamická veta
• Aplikovaná fyzika
  • Tepelná rozťažnosť, Kalorimeter, Kalorimetria, Zmiešavací kalorimeter, Tepelný vodič, Tepelný izolant, Joulovo teplo, Exotermická reakcia, Endotermická reakcia, Termodynamická účinnosť, Termika, Adiabatický dej
• Teplo prakticky
  • Tepelný stroj, Tepelný obeh, Tepelná trubica, Izolácia, Chladič, Pasívny chladič, Entropia, Horenie, Chlad, Termoreceptory, Výhrevnosť, Bimetal, Vnútorné trenie tekutín, Výkon, Teplotná inverzia

• Wikicitáty ponúkajú citáty od alebo o Teplo
• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Teplo

Fyzikálny portál Chemický portál