7. luokan lämpöoppi

Videoita ei pääsääntöisesti mitenkään editoida, vaan ne ovat elävien tilanteiden otoksia suoraan oppitunneilta.

1. Lämpötilaasteikot -- Celsius ja Kelvin (vihkossa)

2. Lämpötila

-Absoluuttinen nollapiste on lämpötila, jossa aineen rakenneosasten värähtely pysähtyy:

3. Lämpölaajeneminen

Metallin lämpölaajeneminen:

Kaksoismetalliliuskan hyödyntäminen termostaattina YLEn video

Kaasun lämpölaajeneminen:

Lämpölaajenemislaskuja

Esimerkki - vaihe 1:

vaihe 2:

vaihe 3:

vaihe 4:

Taulukkotietoja sivulla alempana! 3A. Laske kuinka paljon kuparitanko pitenee, kun sen alkuperäinen pituus on 2,84 metriä ja lämpötila kasvaa 17 astetta.
RATKAISU:

3B. Kuinka paljon lyijylanka pitenee, kun se lämpenee -12 °C pakkasesta +5,0 °C lämpötilaan. Lanka oli alun perin 94,3 cm.
RATKAISU:

3C+. Mitä ainetta tanko oli, kun sen alkuperäinen pituus oli 12 metriä ja lämpötila muuttui 73 astetta? Tanko piteni lämmetessään 16,82 mm.
3D+. Kuinka pitkä sinkkilevy oli alussa, kun se lämmetessään -13 °C pakkasesta 25 °C lämpötilaan laajeni 0,13 mm?

4. Lämmönsiirtymistavat

1. johtuminen

YLEn video lämmön johtumisesta

Johtumisen laborointivideo:

Johtumisen mallintamisvideo:

Virheellinen lämpötila-aistimus
Esimerkki - Sauna on lämmitetty ja siellä ollut löylykauha on myös lämmennyt.
Fiksu saunoja:

Hölmö saunoja:
Oliko löylykauhan metallin lämpötila suurempi kuin kahvan puun? No - ei ollut. Molempien lämpötila oli sama, mutta koska metalli on johde, lämpöä siirtyi nopeasti käteen - myös syvältä metallista. Puu on eriste, joten lämpöä siirtyi käteen vain vähän puun pinnalta. Tämän vuoksi samassa lämpötilassa oleva metalli ja puu tuntuvat eri lämpöisiltä.

2. Virtaus (kulkeutuminen)

YLEn video lämmön virtauksesta

Laborointivideo lämmön virtauksesta:

Mallinnusvideo lämmön virtauksesta:

3. säteily

YLEn video lämpösäteilystä

Laborointivideo lämpösäteilystä:

5. Lämpöenergia, kun aine lämpenee tai jääHtyy.

Mikä on ominaislämpökapasiteetti? :

Metalliesine kuumennetaan lämpötilaan 100 °C. Määritetään kuinka paljon metalliesine, jonka massa on 100 grammaa, lämmitää huoneenlämpötilassa olevaa vettä, jota on 0,200 kg:

Laboroinnin johtopäätösvideo, jossa lasketaan metallin vedelle luovuttaman lämpöenergian määrä:

Lämpöenergialaskuja - aine lämpenee tai jäähtyy.

5A. Veden jääHtymisessä vapautuva energia:

5B Lyijy lämmitetään huoneenlämmöstä sulamispisteeseensä. Kuinka paljon energiaa tarvitaan 3,72 kg:n lyijylevyn lämmittämiseen? Hae lyijyn sulamispiste netistä!

5C+. Kattilassa on vettä 17 litraa (vastaa 17 kg vettä). Kuinka monta astetta vesi lämpenee, kun se vastaanottaa liedestä 1780 kJ lämpöenergiaa?

6. Lämpöenergia, kun aineen olomuoto muuttuu.

Olomuotojen ja olomuotojen muutosten harjoittelutaulukko:

Todetaan, että vesi ottaa haihtuessaan lämpöenergiaa lähiympäristöstä:

Laborointi, jossa pakastimesta otettu lumi muutetaan vesihöyryksi.
Vaihe 1. Jää LÄMPENEE, jotta se voisi alkaa sulaa.
Vaihe 2. Vasta sitten, kun jää on lämmennyt nollaan °C:een, se SULAA. Huomaa, miten lämpötilan käy sulamisen aikana!
Vaihe 3. Vasta sitten, kun kaikki jää on sulanut, vesi LÄMPENEE:

Vaihe 4. Kun vesi on lämmennyt kiehumispisteeseensä, se KIEHUU. Huomaa, miten lämpötilan käy kiehumisen aikana!

(Vaihe 5.Kun kaikki vesi on kiehunut, eli muuttunut vesihöyryksi, niin sitten höyry alkaisi lämmetä sadasta asteesta ylöspäin, jos höyry olisi kerätty kuumaan ja kuumennettavaan säiliöön.)

Mitä ovat (taulukoissa) OMINAISSULAMISLÄMPÖ ja OMINAISHÖYRYSTYMISLÄMPÖ?

Olomuodon muutosten energialaskukaavat VIDEO TULOSSA Huom. "Sulaminen ja jähmettyminen..." (ei jäähtyminen, niin kuin videon alkusanoissa lipsahti, pahoittelut!)

Lämpöenergialaskuja - aineen olomuoto muuttuu.
Taulukkotietoja sivulla alempana!
6A. Kuinka paljon lämpöenergiaa tarvitaan, kun 12 kg jäätä sulaa?

6B. Kuinka paljon lämpöenergiaa vapautuu, kun 12 kg vettä jäätyy (jähmettyy)?- Ratkaisu C-kohdan ratkaisussa!
6C. Kuinka paljon lämpöenergiaa tarvitaan, kun 2,1 kg rautaa sulatetaan?- Ratkaisuvideo tulossa

6D. Kuinka paljon energiaa vapautuu, kun kuivausrummussa 0,625 kg vesihöyryä tiivistyy?
(Sanon vahingossa videolla ominaissulamislämpö, vaikka tarkoitan ominaisHÖYRYSTYMISlämpö).
6E. Kuinka paljon lämpöenergiaa tarvitaan, kun 240 grammaa jäätä, jonka lämpötila on -23 °C sulatetaan?

6F+. Astiassa on 0,45 kg jäätä, jonka lämpötila on 0 °C. Kuinka suuri on jäästä sulaneen veden lämpötila, kun jää ja vesi saavat yhteensä 165 kJ lämpöenergiaa?- Ratkaisuvideo saattaa tulla :)

7. Vesiseoksen lämpötila

Aineiden ominaisuuksia (tämä tulee näkyviin kokeeseen.)

aine	pituuden lämpötilakerroin 1/°C	ominaislämpö- kapasiteetti kJ/kg°C	ominais- sulamislämpö kJ/kg	ominais- höyrystymislämpö kJ/kg
vesi	-	4,19	333	2260
vesi (jää)	-	2,1	333	-
lyijy	0,0000289	0,128	368	5420
sinkki	0,0000297	0,386	117	1760
rauta	0,0000117	0,450	276	6800
kupari	0,0000168	0,387	205	4750

Lämpöoppilaskujen koostetaulukko (tämä taulukko (alla) opetellaan ulkoa.)

Maailmalta löydettyjä lämpöopillisia ääri-ilmiöitä - (Ei kuulu koealueeseen)
Super cooling 1
Super cooling 2
Helpoin tapa kokeilla tämä ilmiö kotona:
1. Laita avaamaton muovinen kivennäisvesipullo pakastimeen. Viilennä reilusti, mutta koeta huolehtia, ettei neste jäädy.
2. Mittaa aika, kuinka kauan pidit huoneenlämmöstä laitettua pulloa pakastimessa (siksi, että jos et pitänyt tarpeeksi kauan, niin voit seuraavalla kerralla pitää hieman pidempään - tai jos se jäätyi ennen avaamista, niin pidä sitten lyhempi aika ensi kerralla).
3. Ota pullo pakastimesta ja avaa se.

Lämpöoppia kirjantekijän äänikirjoina (kohdat 1-4 on koealuetta) :

Kirjaudu ensin 7. luokkalaisen avaimella sivulla www.sanomapro.fi. Klikkaa sitten:
https://oppimisymparisto.sanomapro.fi/d2l/le/content/custom/1410139/51233569/Viewer