העולם הפיזי נמצא סביבנו. חוקיה עומדים בבסיס כל מה שאנו יכולים לראות ולהרגיש. מטרת מאמר זה היא לחשוף את הנושא של תופעות תרמיות ונוסחאות של תהליכים תרמיים, להסביר את יישומם באמצעות הדוגמה של טכנולוגיות מודרניות.
לימוד התופעה הזו כלל מדענים גדולים כמו אייזק ניוטון, רוברט הוק, רוברט בויל, דניאל ברנולי. כבר באותם ימים ידעו מדענים שהעולם מורכב מאטומים, שכונו אז "גופים", שפירושם חלקיקים. והתיאוריה של תופעות תרמיות, בתורה, נקראה קורפוסקולרית.
המדען הגדול מיכאיל וסילייביץ' לומונוסוב תרם תרומה משמעותית למדע על ידי חקר תופעות תרמיות. בהתחשב בחום כתנועה סיבובית של אטומים, הוא הצליח להסביר תהליכים פיזיקליים מורכבים כמו התכת מתכות, אידוי של נוזלים, מוליכות תרמית של גופים, וגם חשף לעולם את מידת הקור הגדולה ביותר.
המושג של תופעה תרמית בפיזיקה ונוסחאות לתהליכים תרמיים
ללא אנדרסטייטמנט, אנו יכולים לומר שתופעות תרמיות הן מרכיב חשוב בטבע. זה כל מה שקשור לשינוי בטמפרטורה של גופים פיזיים. חקר נתוניםפיזיקה מולקולרית ותרמודינמיקה עוסקות בתהליכים, ותנועת האטומים נצפית באמצעות שיטות סטטיסטיקה וקינטיקה. בטבע ניתן לראות זאת כאשר קרח נמס, מים רותחים, מתכת נמסה, השמש זורחת ומתרחשים תהליכים דומים אחרים.
ידוע שכל הגופים מורכבים ממולקולות שנעות באקראי בתוך החומר. בחימום, מהירות התנועה של מולקולות עולה, ובקירור היא פוחתת. תנועה זו עצמה ניחנה באנרגיה קינטית, המשתחררת כאשר הטמפרטורה משתנה. תופעה זו נקראת העברת חום.
כאשר אנו מכניסים כף קרה לתוך כוס תה חם, כאשר הטמפרטורה היא 100 מעלות צלזיוס, הכף מתחממת בהדרגה והתה מתקרר מעט. זוהי הדוגמה הפשוטה ביותר להעברת חום שאנו יכולים לראות בחיי היומיום
בפיסיקה יש נוסחאות לתופעות תרמיות. בעזרתם מחושבים את הטמפרטורה המוחלטת של חומר בקלווין, כמות החום, האידוי וטמפרטורת החום, שריפת הדלק וחום ההיתוך. ניתן גם להמיר טמפרטורת פרנהייט לצלזיוס באמצעות נוסחאות פיזיקליות.
שדות היישום של התופעה התרמית
חוקי התרמודינמיקה נמצאים בשימוש נרחב בתעופה, בתכנון מערכת החימום של בתים, במנועי קיטור ובבעירה פנימית, טורבינות סילון. הם משמשים להמסת מתכות שונות, בתעשייה, ליצירת חומרים עמידים בחום ודברים אחרים (עד מקוםתעשייה).
בהתבסס על התופעה הפשוטה הזו, שאנו רואים בכל מקום בעולם סביבנו, הומצאו מספר עצום של מנגנונים. אנו עדיין משתמשים בהמצאות אלו בחיי היומיום. כך פועלים הקומקום החשמלי והמקרר. אפילו העובדה שאדם מתחמם מתחת לשמיכה היא גם דוגמה לתופעה תרמית.
