חום וטמפרטורה ומה שביניהם

1. חום וטמפרטורה ומה שביניהם ד”ר תמי יחיאלי פרויקט תמי”ד

2. מהי ההגדרה שלך???

3. מהו “חום”? - תשובות של מורים • סוג של אנרגיה • אנרגיה שניתן למדוד אותה, יכולה להיות בגוף בסביבה. • מצב של טמפ' גבוהה • חום הוא שחרור אנרגיה כתוצאה מעבודה כלשהי • דבר סובייקטיבי שכל אחד יכול להרגיש • אנרגיה שעוברת בין שני גופים המצויים בטמפרטורות שונות.

4. האם אתה מרגיש מרוצה ובטוח בהגדרה שרשמת לפניך???

5. מהי הגדרה מתאימה? “הגדרה” - מלשון “גדר”. הגדרה מתאימה תכניס לתוך השטח המגודר, רק עצמים שיתאימו בדיוק להגדרה. גדר נמוכה מדי - כללית מדי. היא מציבה מאפיין הכרחי אך לא מספיק.

6. צורה של אנרגיה אנרגית תנועה חום אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה גרעינית אנרגיה כימית צורה של אנרגיה

7. מדוע הגדרת מושגים אלו מעוררת קשיים ? • מושגים ראשוניים - קשים להגדרה • בשפת יומיום, אותם מונחים עלולים לשמש ככינוי למושגים שונים • הגדרות “מעגליות” - קשות לתפיסה

8. שאלה: לפי זה, האם בכוס הקפה שלי יש חום או אין חום ??? מהו “חום”? זו האנרגיה העוברת מגוף בעל טמפרטורה גבוהה לגוף בעל טמפרטורה נמוכה כשהם נמצאים במגע

9. מודל התיבה תופעה מאקרוסקופיתג' תופעה מאקרוסקופיתב' תופעה מאקרוסקופיתא' המיקרוסקופי העולם העולם המאקרוסקופי

10. מציאות מיקרוסקופית X תופעה מאקרוסקופיתא' התאמה חד-חד-ערכיתבין תופעה מאקרוסקופית א ‘לבין מציאות מיקרוסקופית X

11. מציאות מיקרוסקופית X תופעה מאקרוסקופיתב' מציאות מיקרוסקופית Z מציאות מיקרוסקופית Y התאמה חד-רב-ערכיתבין תופעה ב’ לבין התרחשויות מיקרוסקופית X, Y, Z

12. מציאות מיקרוסקופית X תופעה מאקרוסקופיתא' תופעה מאקרוסקופיתב' תופעה מאקרוסקופיתג' מציאות מיקרוסקופית Z מציאות מיקרוסקופית Y התאמה רב-רב-ערכיתבין תופעות א, ב, ג לבין התרחשויות מיקרוסקופית z,y,x

13. מהי ההגדרה של המושג טמפרטורה? המיקרוסקופי העולם העולם המאקרוסקופי

14. הגדרות מאקרוסקופיות של טמפרטורה לפי האנציקלופדיה העברית הגדרה ראשונה: טמפרטורה “תרמומטרית” - ההגדרה הראשונה של טמפרטורה מתבססת על מדידת ערכי תכונות פיסיקליות שונות של חומרים המשתנות בהתאם לשינויי הטמפרטורה... בתרמומטר הכספית ה"קלאסי" – הגודל הנמדד הוא נפחו של הנוזל ששינויו מתבטא באורך עמוד הכספית... גודל אחר ששינוייו משמשים למדידת הטמפרטורה – היא המוליכות החשמלית

15. הגדרות מאקרוסקופיות של טמפרטורה לפי האנציקלופדיה העברית הגדרה שניה: מבחינה תרמוסטטית נקבעים הבדלי טמפרטורה או שיויון הטמפרטורות על סמך הכלל, שחום זורם - בדרך ההולכה, ההעברה או הקרינה - מגוף אחד לגוף שני, כשהטמפרטורה של הראשון גבוהה מזו של השני ...

16. הגדרות מאקרוסקופיות של טמפרטורה לפי האנציקלופדיה העברית הגדרה שלישית: טמפרטורה היא אחד הגדלים היסודיים המאפיינים מערכת פיסית, בעל חשיבות מכרעת לגבי תכונותיהם הפיסיקליות והכימיות של חומרים . מה דעתכם על גובה הגדר???

17. מה נשאר לנו ??? הגדרה אופרטיבית - טמפרטורה היא הגודל הנמדד באמצעות מדחום(מד טמפרטורה) מה דעתכם על גובה הגדר???

18. Percy W. Bridgman חתן פרס נובל לפיזיקה 1946 כתב בשנת 1952: “ את כל המושגים המדעיים יש להגדיר אך ורק בצורה אופרציונית, כדי למנוע טעויות חמורות, סתירות ומבוי סתום בהתפתחות המדע”. Percy W. Bridgman

19. Arnold Boris Arons מומחה ידוע לדידקטיקה של הפיזיקה מחזיק בדעה דומה Arons(1990) Arnold Boris Arons

20. 2 3 E k T = k b jo u l e מעלות קלוין מהי ההגדרה המיקרוסקופית של הטמפרטורה? הטמפרטורה היא מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת של חלקיקי החומר. הביטוי המתמטי הוא: טמפרטורה במעלות קלוין = T אנרגיה קינטית ממוצעת של חלקיקי הגז = E k -23 Kb= קבוע בולצמן ( 1.38X10 )

21. טמפרטורת הגוף ירדה אנרגיה קינטית של החלקיקים גדלה טמפרטורת הגוף עלתה התאמה חד-חד-ערכיתבין ביטוי מאקרוסקופי של טמפרטורהלבין ביטוי מיקרוסקופי שלה אנרגיה קינטית של החלקיקים קטנה

22. הגדרה מאקרוסקופית - הגדרה אופרטיבית: הגודל הנמדד באמצעות מדחום (מד - טמפרטורה) 2 3 E k T = k b סיכום לגבי הגדרת המושג “טמפרטורה” הגדרה מיקרוסקופית: מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת של חלקיקי החומר

23. יש שאלות? הערות?

24. מהי ההגדרה של המושג "חום"??? העולם המיקרוסקופי העולם המאקרוסקופי

25. אני למדתי שחום הוא צורה של אנרגיה!!!

26. גופים הם תמיד בעלי עשויים להיות בעלי אנרגיה פנימית (מיקרוסקופית) אנרגיה מכאנית (מאקרוסקופית) אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה קינטית ...עשויה להיות להיות עשויה אנרגיה חשמלית אנרגיה מגנטית אנרגיה אלסטית אנרגיה כובדית נובעת מ ... הנובעת מ ... למשל בין למשל בין למשל ב ... גובהו של גוף מעל נקודת ייחוס תנועת הגוף כולו שני גופים טעונים שני מגנטים קפיץ מכווץ חום???

27. תמיד יש בה אידיאליים, יש בה מרכיב של ... מרכיב של ... טמפ’ היא ביטוי לממוצע ה... אנרגיה פוטנציאלית יש כזו יש כזו הנובעת מ ... הנובעת מ ... תנועותיהם של אטומים, מולקולות ואלקטרונים קשרים קשרים תוך בין מולקולריים הסוגים השונים של האנרגיה הפנימית אנרגיה פנימית חוץ מגזים אנרגיה קינטית הנובעת מ ... מולקולריים אז מהו חום???

28. אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה קינטית יש כזו יש כזו יש כזו הנובעת מ ... הנובעת מ ... הנובעת מ ... תנועותיהם של קשרים קשרים האטומים, המולקולות תוך בין מולקולריים והאלקטרונים מולקולריים חימום = להביא במגע עם גוף בעל טמפרטורה גבוהה יותר חימום כיצד ניתן לשנות את האנרגיה הפנימית של גוף ?

29. אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה קינטית יש כזו יש כזו יש כזו הנובעת מ ... הנובעת מ ... הנובעת מ ... תנועותיהם של קשרים קשרים האטומים, המולקולות תוך בין מולקולריים והאלקטרונים מולקולריים עבודה = להפעיל כח לאורך דרך עבודה כיצד ניתן לשנות את האנרגיה הפנימית של גוף ?

30. אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה קינטית יש כזו יש כזו יש כזו הנובעת מ ... הנובעת מ ... הנובעת מ ... תנועותיהם של קשרים קשרים האטומים, המולקולות תוך בין והאלקטרונים מולקולריים מולקולריים להקרין = לשים ליד גוף הפולט קרינה קרינה כיצד ניתן לשנות את האנרגיה הפנימית של גוף ?

31. שינוי “פיזי “ שינוי בקשרים הבין מולקולריים התכת קרח ע”י חוט ברזל הקשור למשקולת התכת קרח ב”מיקרוגל“ התכת קרח על גבי להבה סוג השינוי המיקרוסקופי קרינה חימום עבודה

32. שינוי “כימי “ שינוי בקשרים התוך מולקולריים הצתת גפרור ע”י קרינת השמש הצתת גפרור ע”י קרובו ללהבה הצתת גפרור ע”י שפשופו בדופן הקופסא סוג השינוי המיקרוסקופי קרינה חימום עבודה

33. סוג השינוי המיקרוסקופי קרינה חימום עבודה שינוי הטמפרטורה - שינויים באנרגיה הקינטית חשיפת חוט ברזל לקרינת השמש חימום חוט ברזל על להבה חיכוך 2 חוטי ברזל זה בזה

34. שינוי “פיזי “ שינוי בקשרים הבין מולקולריים התכת קרח ע”י חוט ברזל הקשור למשקולת התכת קרח ב”מיקרוגל“ התכת קרח על גבי להבה שינוי “כימי “ שינוי בקשרים התוך מולקולריים הצתת גפרור ע”י קרינת השמש הצתת גפרור ע”י קרובו ללהבה הצתת גפרור ע”י שפשופו בדופן הקופסא סוג השינוי המיקרוסקופי קרינה חימום עבודה שינוי הטמפרטורה - שינויים באנרגיה הקינטית חשיפת חוט ברזל לקרינת השמש חימום חוט ברזל על להבה חיכוך 2 חוטי ברזל זה בזה

35. אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה קינטית יש כזו יש כזו יש כזו הנובעת מ ... הנובעת מ ... הנובעת מ ... תנועותיהם של קשרים קשרים האטומים, המולקולות תוך בין והאלקטרונים מולקולריים מולקולריים עבודה חימום קרינה אז מה זה חום ?

36. מציאות מיקרוסקופית X תופעה מאקרוסקופיתא' תופעה מאקרוסקופיתב' תופעה מאקרוסקופיתג' מציאות מיקרוסקופית Z מציאות מיקרוסקופית Y התאמה רב-רב-ערכיתבין תופעות א, ב, ג לבין התרחשויות מיקרוסקופית z,y,x

37. עבודה חימום קרינה אנרגיה פוטנציאלית פיזיקלית אנרגיה קינטית אנרגיה פוטנציאלית “כימית” התאמה רב-רב-ערכיתבין השפעות חיצוניות לבין אנרגיות מיקרוסקופית

38. עבודה חימום קרינה חום אנרגיה פוטנציאלית פיזיקלית אנרגיה קינטית אנרגיה פוטנציאלית “כימית” חום הוא האנרגיה העוברת מגוף בעל טמפ’ גבוהה לגוף בעל טמפ’ נמוכה יותר כשהם נמצאים במגע

39. גוף Z אנלוגיה בין “גשם” ל”חום” (לפי זימנסקי 1970) גוף בעל אנרגיה פנימית X וטמפרטורה T חום גשם קרינה גוף בעל אנרגיה פנימית Y וטמפרטורה t עבודה גוף M

40. “Heat and work are methods of energy transfer, and when all flow is over, the words heat and work have no longer any usefulness or meaning”. מאותן סיבות אין זה רצוי להשתמש במושג “אנרגית חום” או “אנרגיה חומנית “ “Heat Energy” “Thermal Energy” Mark Zemansky

41. בשם ההגינות…האם יש הגדרות אחרות ??? הגדרה חלופית א: חום הוא סך כל האנרגיה הפנימיתשל חלקיקי החומר הגדרה חלופית ב: חום הוא סך כל האנרגיה הקינטית של חלקיקי החומר הגדרה חלופית ג: חום הוא כל סוג אנרגיה הגורמת לעליה באנרגיה הפנימית של החומר

42. משום שלפעמים אנחנו מחממים (מעבירים חום) והאנרגיה הקינטית איננה עולה !!! מדוע אין זה רצוי לכנות את האנרגיה הפנימית בשם “חום” ? משום שאפשר להגדיל את האנרגיה הפנימית לא רק על ידי מעבר חום אלא גם ע”י קרינה ועבודה !!! מדוע אין זה רצוי לכנות את האנרגיה הקינטית בשם “חום”?

43. השורש ח.מ.ם ממנו נגזרים שם תואר “חַם” פועל בנין “פִּעֵל” “לְחַמֵם” שם פעולה “התחממות” פועל בנין התפעל “לְהִתְחַמֵם” שם עצם “חוֹם” שם פעולה “חִמוּם” מתקשרים למושג מתקשרים למושג עשוי לגרום לעליית ה... טמפרטורה חום עלייתה, עשוייהלהיגרם כתוצאה מ...

44. גוף “חם” = גוף בעל טמפרטורה גבוהה יחסית גוף “קר” = גוף בעל טמפרטורה נמוכה יחסית להביא במגע עם גוף בעל טמפרטורה “לחמם" = גבוהה יותר להביא במגע עם גוף בעל טמפרטורה “לקרר" = נמוכה יותר ההשלכות לשפת הדיבור

45. אז מה התחדש לנו ??? • לא כל פעם שמחממים גוף - הואאכןמתחמם !!! • (כלגוףבטמפרטורתההתכהוהרתיחה) • גוף עשוי להתחמם - למרותשלאחיממואותו !!! • (כוסמיםבמיקרוגל) משונה ??? אבל זה מה יש !!!

46. שאלה : לפי זה, האם בכוס הקפה שלי, יש “חום” ??? מנקודת המבט של התפיסה היומיומית הנפוצה : כן !!! מנקודת המבט של ההגדרה ”המדעית”: לא !!!