PPP värmelära och meterologi

Värmelära

Värme

• Värme är rörelse hos atomer och molekyler.

• Ju varmare ett föremål är desto kraftigare är atomernas eller molekylernas rörelse (tar mer utrymme).

Fast Flytande Gas

Värmeutvidgning

• När ett ämne värms ökar atomernas och molekylernas rörelse och tar mer plats.

• Samtidigt minskar densiteten när ämnen värms. Det gäller både fasta ämnen, vätskor och gaser. Vatten är ett undantag som har högst densitet vid +4 °C och då är vattnet flytande.

• Exempel på värmeutvidgning är solkurvor på järnvägsräls

Temperatur

• Temperatur mäts med en termometer

• Temperaturskalor

Fahrenheit °F, används i USA

Celsius °C, fixpunkt är vattnets kok- och fryspunkt

Kelvin K, används av vetenskapsmän, saknar minusgrader

• En termostat är en termometer som reglerar temperaturen i t.ex. frysen, kylen och ugnen

• Samband mellan °C och °F

32 1,8 C F 1,8 32 -F C=° ° =° ⋅ + °

Vätskors volymökning

temperaturen stiger, undantag är vatten.

• Vattnets densitet är störst vid +4 °C, det är oftast +4 °C på sjöbotten.

• Vattnets volym ökar när det när det stelnar till is. Volymökningen har enorm kraft.

Sönderfruset kopparrör Isberg, 1/10 ovanför

vattenytan

Gasers volymökning

• Alla gaser utvidgar sig då de värms upp.

• En gas instängd i en behållare kan inte ändra sin volym, då kommer trycket i gasen öka vid uppvärmning.

• Om trycket blir för stort kan behållaren explodera.

• I en varmluftsballong värms luft, då får luften i ballongen lägre densitet och blir lättare än luften utanför ballongen. Ballongen stiger.

Värmespridning - ledning

atomer/molekyler knuffar på närliggande atomer/molekyler.

• T.ex. Spisplatta Kastrull Vatten.

• Värme leds inte lika bra i alla material och ämnen.

• Metaller är bra värmeledare.

• Luft och andra gaser är dåliga värmeledare.

• Isoleringsmaterial är luftiga material, t.ex. mineralull, frigolit.

• Vakuum är bästa värmeisoleringen, utnyttjas i en termos.

Värmespridning - Strömning

värme kallas det strömning.

• Vattenburen värme i ett hus sprids med strömning och pumpar.

• I ett rum med element kommer värmen spridas i rummet med hjälp av strömning av luften.

• Golfströmmen ger oss varmare klimat.

Bilden visar hur temperaturen i ett rum kan variera om rummet värms upp med ett element.

Värmespridning - Värmestrålning

• Värmestrålning kallas också infrarött ljus.

• Människor kan inte se infrarött ljus.

• Solens värme kommer till jorden via strålning.

• Mörka ytor tar lättare upp värmestrålning än en ljus yta.

• Ju blankare en yta är, desto mindre blir värmeutstrålningen.

Värme är energi

• Energin hos molekylernas eller atomernas rörelser kallas värmeenergi

• För att höja temperaturen måste man alltid tillföra energi, t.ex. koka vatten.

• För att sänka temperaturen måste man alltid bortföra energi, t.ex. frysa mat.

• Det krävs mycket energi för att värma vatten, men samtidigt kan vatten lagra mycket energi.

• Energi mäts i enheten joule (J), ofta används kilojoule (kJ).

• Matens energiinnehåll mäts också i kilojoule. T.ex. innehåller 1 liter mellanmjölk 1980 kJ.

• 1 liter bensin innehåller 32616 kJ, dvs. drygt 16 mer energi än 1 liter mjölk.

Värmekapacitet

• Värmekapacitans är hur mycket energi det krävs att värma upp 1 kg av ett ämne 1 grad.

• Enheten är Joule/kg x grad

• Vatten kräver mycket energi för att värmas upp 1 grad. Det krävs 4,2kJ/kg x grad

• Luft kräver bara 1kJ/kg x grad

Fast, flytande och gas

Fast Flytande Gas

Smältning Kokning

Kondensering Stelning

• Kokpunkt: Temperaturen då ett flytande ämne kokar och övergår till gasform.

• Smältpunkt: Temperaturen då ett fast ämne smälter och övergår till flytande form.

• Fryspunkt: Temperaturen då ett flytande ämne stelnar och övergår till fast form.

• Kokpunkten beror på lufttrycket, t.ex. vattnet kokar vid 100 ° C vid havsytan och vid 75 ° C på toppen av Mount Everest.

Avdunstning och kondensation

• Vid avdunstning (ångbildning) tar vätskan upp värme.

• Vid kondensation avger ångan värme.

• Detta används i kylskåp och värmepumpar.

• Fuktig hud blir kall, det krävs värme för att vattnet ska avdunsta.

• Svettning är kroppens kylsystem.

Meteorologi

Meteorologi (läran om vädret)

denne använder för att göra väderprognoser

• För att kunna göra en prognos krävs data om:

• Temperatur (termometer) mäts i Celsius Co /Kelvin/Fahrenheit

• Lufttryck (barrometer) mäts i hektopascal hPa

• Luftfuktighet (hygrometer) mäts i %

• Vind (anemometer, vimpel) mäts i sekundmeter

• Nederbörd (regnmätare) mäts i millimeter

• Molnighet (observationer/sateliter)

Lufttryck

• Lufttrycket mäter man med en barometer.

• Enheten är hPa, hektoPascal

• Lufttrycket varierar från dag till dag men normalt lufttryck är 1013 hPa.

• Är det under 1013 hPa är vädret ostadigt.

Högtryck och lågtryck

• Vindar uppstår pga att solen värmer upp luften över jorden.

• När luften cirkulerar uppstår områden med högtryck och lågtryck.

• Lågtryck är när ett område har lägre lufttryck än omgivningen. Vid lågtryck är det ofta nederbörd, blåsigt och molnigt.

• Högtryck är när ett område har högre lufttryck än omgivningen.

• Vid ett högtryck är det ofta soligt och klart.

Vindar

• Vid ett lågtryck blåser vindarna i en virvel moturs in mot lågtrycketscentrum. En sån luftvirvel kallas cyklon.

• Vid ett högtryck blåser vindarna i en spiralformad bana medurs från centrum. Vindarna är ofta svagare än vid lågtryck.

• Med vindriktning menar man från vilket håll det blåser.

• Vindhastighet mäts i m/s.

• Vindmätare för hasighet kallas anemometer.

• Sjöbris

Sjöbris/Landbris

• Sjöbris uppstår på förmiddagen när luften ovan land värms mer än luften ovan hav.

• På kvällen uppstår motsatt fenomen vilket kallas landbris

Luftfuktighet

• Luften kan ta upp mer fukt ju varmare den är.

• Om temperaturen sjunker kondenseras fukten.

• Luftfuktighet mäts i relativ luftfuktighet i procent där 100% är den maximala mängd fukt luften kan ta upp. Då säger vi att luften är mättad.

• Fukten i luften leder kylan eller värmen i luften.

• Därför upplever vi ofta fuktigt vinterväder som extra kallt och fuktigt sommarväder eller en fuktig bastu som extra varmt.

Kallfront Varmfront

• När varm luft rör sig in över ett landområde kallar vi detta för varmfront, motsatt fenomen kallar vi för kallfront

• När fronterna möts kommer den varma luften pressas upp och där kylas ner regn kommer bildas

Moln

• Moln kan bestå av både iskristaller och mycket små vattendroppar.

• Lär dig in om två av de molnen du själv skrivit om.