Otvori glavni izbornik

Promjene

Nema promjene veličine, prije 2 godine
Nadopunio Toplina
[[Datotekadatoteka:171879main LimbFlareJan12 lg.jpg|mini|200pxdesno|Površina300px|[[Temperatura]] [[Sunce|Sunčeve]] površine ([[fotosfera]]) Sunca je na temperaturi 5 778 K (5 505 °C). Toplina se od Sunca do [[Zemlja|Zemlje]] prenosi [[toplinsko zračenje|toplinskim zračenjem]] ([[Sunčeva svjetlost]]).]]
 
[[datoteka:Sunshine at Dunstanburgh.JPG|mini|desno|300px|[[Sunčeva svjetlost]] svijetli kroz [[oblak]]e.]]
'''Toplina''' je [[energija]] koja prelazi sa jednog tijela na drugo, ona je dio unutarnje energije tijela koja prelazi s tijela (sustava) više [[Temperatura|temperature]] na tijelo niže temperature. Kada se temperature izjednače, toplina je jednaka nuli.<br />
Prenosi se [[Kondukcija topline|vođenjem]] (kondukcijom), [[konvekcija|strujanjem]] (konvekcijom) i [[zračenje]]m (radijacijom).
 
[[datoteka:Translational motion.gif|mini|desno|300px|[[Temperatura]] [[Idealni plin|idealnog plina]] je mjera prosječne [[kinetička energija|kinetičke energije]] [[molekula]].]]
Stoljećima su se ljudi pitali što je toplina. Do 19. stoljeća mislili su da je toplina tvar, jer kako bi inače protumačili njezin prijelaz iz jednog tijela na drugo. Zašto toplina uvijek prelazi iz toplijeg na hladnije tijelo, to nisu znali objasniti. Tvrdnju da je toplina tvar opovrgnuo je njemački fizičar [[Rudolf Clausius|Rudolf Julius Emenuel Clausius]]. Toplinu je opisao kao kinetičku energiju čestica tvari.<br />
Rad i toplina oblici su energije u kojima energija prelazi iz jednog sustava na drugi ili iz sustava na okolinu. Zato se energija sustava definira kao mjera koja pokazuje kolika je mogućnost tog sustava da obavi rad (W) ili proizvede toplinu (Q). Kada sustav izmjenjuje energiju s nekim drugim sustavom, njegova se unutarnja energija (U) mijenja. Taj prirast (promjena) unutarnje energije jednoznačno je određen početnim i konačnim stanjem sustava. Ako se unutarnja energija sustava mijenja pri konstantnoj temperaturi, energija se prenosi kao rad, jer je za izmjenu topline potrebna razlika u temperaturi.
 
[[datoteka:Thermally Agitated Molecule.gif|mini|desno|300px|Toplinske [[vibracije]] dijelova [[bjelančevine]]: [[amplituda]] vibracija raste s [[temperatura|temperaturom]].]]
Grč. endo = u<br />
Grč. exo = van
 
'''Toplina''' ili '''količina topline''' (oznaka ''Q'') je [[fizikalna veličina]] kojom se opisuje [[energija]] koja [[Prijenos topline|prelazi s toplijega tijela na hladnije]]. [[Mjerna jedinica]] topline jest [[džul]] (J); stara jedinica bila je [[kalorija]] (1 cal = 4,186 J). Toplina koja se izmjenjuje pri dodiru dvaju tijela različitih [[temperatura]] ovisi o [[masa|masi]] ''m'' [[Tijelo (fizika)|tijela]], [[Toplinski kapacitet|specifičnom toplinskom kapacitetu]] ''c'' [[tvar]]i od koje se tijelo sastoji, te o [[temperatura|temperaturnoj]] razlici ''ΔT'':
T(sustav) < T (okolina) = endotermna reakcija<br />
 
npr. djeca griju ruke na vatri.
:<math> Q = c \cdot m \cdot \Delta T </math>
 
Subjektivni osjećaj topline dobiva se dodirom s tijelima kojima je temperatura viša (toplo) ili niža (hladno) od temperature ljudskoga [[Tijelo (biologija)|tijela]]. Toplina se objektivno mjeri promatranjem djelovanja ugrijanih tijela na druga tijela (kalorimetrija). <ref> '''toplina (količina topline)''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=61787] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>
 
== Pojam topline i temperature ==
Ako stavimo ruku u posudu s vrućom vodom i držimo je nekoliko sekundi, a zatim je stavimo u posudu s toplom vodom, učinit će nam se kao da je ta [[voda]] hladna. Stavimo li ruku u hladnu vodu i držimo li je nekoliko sekundi, a onda je uronimo u onu toplu vodu, imat ćemo osjet kao da smo je stavili u vruću vodu. Odatle vidimo da [[Osjeti|čovječji osjet]] nije mjerodavan za prosuđivanje stanja nekoga [[Tijelo (fizika)|fizikalnog tijela]], to jest njegove temperature.
 
Toplina i [[temperatura]] nisu jedno te isto. To najbolje možemo uočiti iz jednog primjera. U dvije po veličini različite prostorije ložimo [[peć]] iste veličine tako da trošimo istu količinu [[goriva]] na sat; vidjet ćemo da će temperature [[prostorija]] biti različite. Veća prostorija imat će manju temperaturu, a manja veću, iako je svaka prostorija, to jest [[zrak]] u prostoriji, primio istu količinu topline [[Gorenje|izgaranjem]] jednake količine goriva. Dva fizikalna tijela mogu imati istu količinu topline, a različitu temperaturu. Da bi veća prostorija imala istu temperaturu kao manja, morali bismo većoj dati veću količinu topline, to jest morali bismo potrošiti veću količinu goriva. Odatle vidimo da dva fizikalna tijela mogu imati istu temperaturu, ali različitu količinu topline.
 
Međutim, što je toplina? Na to pitanje odgovara [[Kinetička teorija plinova|molekularno-kinetička teorija topline]]. [[Molekule]] u tijelima ne miruju, nego se nalaze u stalnom [[gibanje|gibanju]], čija [[brzina]] može biti veća ili manja. [[Bušenje]]m, [[Glodalica|glodanjem]], [[tokarenje]]m i [[rezanje]]m pomoću [[Alatni stroj|alatnih strojeva]], kao i kod svake [[Strojna obrada|obrade materijala]] [[alat]]om, stvara se toplina. Toplina nastaje na osnovu utrošenog [[Rad (fizika)|mehaničkog rada]], a i na račun [[kinetička energija|kinetičke energije]]. Udarom [[čekić]]a, koji ima kinetičku energiju, o [[Nakovanj (razdvojba)|nakovanj]] stvara se toplina. Tu se kinetička energija ne pretvara samo u toplinu nego i u [[Energija zvuka|energiju zvuka]] i u mehanički rad potreban za [[deformacija|deformaciju]] tijela. Pri [[Sraz|sudaru]] dvaju tijela prenosi se gibanje, to jest kinetička energija s jednog tijela na drugo. To ne vrijedi samo za velika tijela nego i za sitne čestice, to jest molekule. Kinetička energija čekića pretvara se u kinetičku energiju molekula, to jest u njihovo nevidljivo [[gibanje]]. Toplina je, dakle, kinetička energija molekularnog gibanja.
 
Što tijelo više [[Grijanje|grijemo]], molekule se sve brže gibaju i imaju sve veću kinetičku energiju. Zbog toga se molekule međusobno udaljavaju, pa kruto tijelo taljenjem prelazi u tekuće [[Agregatna stanja|agregatno stanje]]. [[Tekućine|Tekuće tijelo]] zagrijavanjem prelazi u [[plin]]ovito agregatno stanje. Molekule vode daljim zagrijavanjem kod [[vrelište|vrelišta]] odlaze u zrak. [[Voda]] prelazi u [[vodena para|vodenu paru]]. [[Para]] ima toliku kinetičku energiju da tjera [[parni stroj]]. Koliki je stupanj toga molekularnog gibanja, kazuje temperatura. Temperatura je, dakle, stupanj toplinskog stanja tijela i o njoj ovisi agregatno stanje tijela.
 
Onaj dio nauke o toplini koji se bavi toplinom kao jednim oblikom energije i proučava pretvaranje toplinske energije u mehaničku radnju zove se [[termodinamika]]. Budući da je to pretvaranje naročito važno kod plinova, to se termodinamika bavi u prvom redu toplinskim promjenama kod plinova. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
 
T(sustav) > T(okolina) = egzotermna reakcija<br />
Npr. atletičar koji trči
 
Zagrijavanjem tijelo prima toplinu od okoline. Hlađenjem predaje toplinu okolini. Tijelo toplinu Q izmjenjuje s okolinom pri promjeni temperature.<br />
Kemijske reakcije koje vežu toplinu iz okoline jesu endotermne reakcije, a reakcije kod kojih se toplina oslobađa i prenosi na okolinu jesu egzotermne reakcije.
 
Voda ima jedan od najvećih specifičnih toplinskih kapaciteta, čija vrijednost pri sobnoj temperaturi iznosi: