54-55 / 83
54
55
Námsgagnastofnum 2015
–
07011
EÐLIS- OG STJÖRNUFRÆÐI
Hlutir taka mismunandi vel við varmaorku
Ef við skoðum myndina hér til hliðar þá sjáum við að í vatninu
eru þrír hlutir, trésleif, skrúfjárn og samanbrotinn álpappír. Ef við
snertum þessa hluti á meðan þeir eru í sjóðandi heitu vatninu þá er
líklegt að upplifun okkar allra yrði sú sama. Skrúfjárnið og álið væru
heit en trésleifin köld. Járnið í skrúfjárninu og álpappírinn hafa hærri
varmaleiðni en trésleifin. Það fer eftir hlutnum og efninu í honum
hvort hann á auðvelt eða erfitt með að bæta við sig þessari varmaorku.
Hlutur sem tekur auðveldlega við varmaorku er sagður hafa góða
varmaleiðni og þá er varmaleiðni hlutarins sögð vera há en hlutur sem
tekur treglega til sín varmaorku er sagður hafa lága varmaleiðni.
Flutningur varmaorku gerist með þremur leiðum sem kallaðar eru
varmaleiðing, varmaburður og varmageislun.
Þegar varmaorka flyst með beinni snertingu efna inni í ákveðnum
hlut eða þegar hlutir snertast kallast það
varmaleiðing
. Þetta gerist
þegar matur er eldaður á eldavél. Heit eldavélarhellan snertir pottinn
sem stendur á henni og þannig flyst varmaorkan frá hellunni í pottinn.
Varmaleiðing getur átt sér stað í föstum efnum, vökvum og lofti. Ef við
stingum hendinni ofan í hæfilega heitt vatn finnum við strax hvernig
varmaorkan streymir inn í höndina. Þetta er dæmi um varmaleiðingu.
Önnur gerð af varmaorkuflutningi er varmaburður.
Varmaburður
er það kallað þegar varmaorka flyst á milli staða með efni sem
hreyfist. Þetta gerist einkum í lofti eða í vökva. Loft og vökvar hafa
svipaða eiginleika. Í þeim myndast gjarnan straumar og hringrásir.
Straumarnir stafa af breytileika sem getur orðið í efninu, hluti efnisins
getur orðið léttur og annar hluti þungur. Vegna þessa breytileika
verður oft lagskipting þar sem efnið sem er léttara helst ofarlega en
þyngra efnið neðar. Vindar og hafstraumar bera varmaorku milli landa
með varmaburði. Ísland liggur á mörkum heitra og kaldra hafstrauma.
Heitur hafstraumur kemur frá Norður-Ameríku að landinu og þar
mætir hann köldum hafstraumum sem koma frá Norðurpólnum.
Þessir straumar sjá til þess að hér er temprað loftslag, sem er blanda af
heitu og köldu loftslagi.
Lítum aðeins í kringum okkur. Að öllum líkindum er ofn í herberginu
sem við erum stödd í. Af hverju ætli ofninn sé staðsettur þar sem
hann er? Neðarlega á veggnum, oft undir gluggum? Ástæðan fyrir því
er að loftið sem er í herberginu er á hreyfingu. Loft streymir inn um
gluggann, það tekur til sín varmaorku frá ofninum, hitnar og stígur
upp. Síðan streymir það yfir herbergið og sígur þegar það kólnar
í hinum enda herbergisins. Þaðan berst það eftir gólfinu til baka og
hitnar aftur. Þetta er dæmi um varmaburð. Ofninn er því staðsettur
undir glugganum í þeim tilgangi að dreifa varmaorkunni sem best um
allt herbergið.
Varmageislun
er þriðja gerðin af flutningi varmaorku. Þá flyst
varmaorka milli staða með ósýnilegum bylgjum sem kallast innrauðar
bylgjur eða innrautt ljós. Þessi gerð er frábrugðin hinum að því leyti að
varmaorkan flyst á milli staða án þess að efni sé til staðar. Sólin sendir
t.d. varmageislun með þessum hætti út í geiminn.
Hafstraumarnir í kringum Ísland