חום וטמפרטורה.

שתי מילים שמתבלבלים ביניהן

טמפרטורה היא עד כמה חזק נעים החלקיקים של גוף. במוצק, פירוש הדבר הוא כמה נמרץ הם רוטטים סביב מקומם הקבוע. גם בטמפרטורת החדר האטומים לעולם אינם דוממים; במתכת חמה הם רועדים חזק יותר. גודל התנודה גדל עם השורש הריבועי של הטמפרטורה המוחלטת, ולכן ב־900 K הם מיטלטלים למרחק של פחות מפי שניים מאשר בטמפרטורת החדר. מדחום מדווח על התנועה הזאת כמספר.

חום הוא אנרגיה שעוברת מגוף אחד לאחר בגלל הפרש טמפרטורות. הוא תמיד זורם מהחם אל הקר, ולעולם לא בכיוון ההפוך מעצמו. בכוס תה לא “יושב” חום; יש לה טמפרטורה, והחום יוצא ממנה אל האוויר הקריר יותר עד שהתה והאוויר מגיעים לאותה טמפרטורה.

מעבירים הלאה

הזיזו את הצגת מפת החום חלק מהדרך, והמוט המוצק מתפוגג אל החלקיקים שלו. אלה הסמוכים ללהבה רועדים הכי חזק. הם דוחפים את שכניהם, שמתחילים גם הם לרעוד חזק יותר, ואלה דוחפים את השכנים שלהם. שום דבר לא נע לאורך המוט חוץ מהרעידה עצמה, שעוברת מאטום לאטום. זוהי הולכה, וכך עובר חום דרך מוצקים.

גררו הלאה אל מפת החום, וההעברה מתגלה כצבע שמתפשט מהקצה החם. העקומה שמעל המוט היא הטמפרטורה שלו בכל נקודה: תלולה ליד המבער, ומשתטחת ככל שהקצה הרחוק מדביק את הפער.

נסו: כוונו את המבער ל־600 K כשהמוט עשוי נחושת, חכו שהקצה הרחוק יתחמם, ואז בחרו עץ וצפו בצבע נעצר.

חזרה לניסוי ↑

למה מתכות קרות למגע

נחושת מעבירה חום לאורכה במהירות שזכוכית ועץ אפילו לא מתקרבים אליה, כי במתכת יש אלקטרונים חופשיים שנושאים אנרגיה בנוסף לאטומים הרוטטים. לכן ידית מתכת שורפת אתכם וידית עץ לא: המתכת מוליכה את חום המחבת אל היד שלכם מהר, והעץ כמעט שלא.

זו גם הסיבה שמתכת מרגישה קרה בטמפרטורת החדר. היא לא קרה יותר מהעץ שלידה; היא פשוט שואבת חום מהאצבעות שלכם מהר יותר, ואת הזרימה הזאת אתם מרגישים.

עוד שתי דרכים שבהן חום עובר

להולכה דרוש מגע. לחום יש עוד שני מסלולים.

בנוזל או בגז, אזורים חמים מתפשטים, נעשים פחות צפופים ועולים, ואזורים קרים יותר שוקעים ותופסים את מקומם. הזרימה המסתובבת נושאת איתה את החום. זוהי הסעה, והיא שמערבלת את הנוזל בסיר שמתחמם, מניעה את הרוח ומפיצה בחדר את החום של רדיאטור.

המסלול השלישי לא צריך שום דבר. כל גוף חם פולט קרינה בלתי נראית, וככל שהוא חם יותר, הוא פולט יותר והגלים קצרים יותר. כך חום השמש חוצה את החלל הריק ומגיע אלינו, ולכן אתם מרגישים אש על הפנים גם מהצד השני של החדר.

לאן הולך החום

חום תמיד מתפזר. מוט חם שמשאירים לבדו בחדר קריר מגיע בסוף לטמפרטורת החדר, והחדר מתחמם במידה שאי אפשר להרגיש. האנרגיה לא אובדת, היא רק מתחלקת באופן שווה כל כך שהיא כבר לא יכולה לעשות שום דבר מועיל. כל מנוע, כל גוף חי וכל כוכב הם, בסופו של דבר, דרך לדחות את ההשתוות הזאת לזמן מה.