|
|
|
|
VÄRMELEDNING Experiment Material: 1 stålstav
1 kopparstav
1 aluminiumstav
3 st. tandpetare
1 gasolbrännare. Utförande: Man sätter fast tandpetarna med stearin på de olika stavarna på samma avstånd och upphettar dessa stavar i ena änden. Man kan på detta sätt få reda på vilken stav som leder värmen snabbast genom att man kan se vilken tandpetare som ramlar av först. Alltså på den stav där stearinet först smälter. Teori Värme transporteras spontant i en fast kropp från områden med högre temperatur till områden med lägre genom att atomernas värmerörelse sprider sig i materien.
Temperaturen
är 0K. Atomerna
Med ökande temperatur ökar atomernas
Spridningens
effektivitet uttrycks genom värmeledningsförmågan, som är liten hos
exempelvis trä men avsevärd hos metaller. En
metallstav som ligger på ett bord har ungefär samma temperatur i hela staven
och atomerna rör sig mycket lite.
Alla atomer svänger lika mycket. Temperaturen är densamma i hela staven. Upphettar man staven i ena änden börjar atomerna där att röra sig allt häftigare och eftersom atomerna är kopplade till varandra genom attraktiv kraftverkan så påverkar rörelsen hos en atom rörelsen hos de närmaste grannarna. Högre temperatur medför snabbare svängningar. Genom denna koppling mellan atomerna kommer då den ökade värmerörelsen i ena änden av stången att fortplanta sig längs stången.
Staven värms i ena änden. Atomrörelserna ökar och sprider sig och snart är hela staven varm.
Ungefär så leds värme vidare genom staven. I metallerna leds värme dessutom med hjälp av ledningselektronerna, vilket förklarar metallernas mycket goda värmeledningsförmåga. Värmeledningsförmåga mäts i watt per meter kelvin (W/m*K). Konduktiviteten (vid 27°C) i de tre stavarna är:
Detta skulle tyda på att koppar leder värme bäst.
|
