Orkan Almenn náttúruvísindi

1. OrkanAlmenn náttúruvísindi Varmaorka Kaflahlutar 2-1 Sameindir og hreyfing 2-2 Hiti og varmi 2-3 Hitun, kæling og einangrun Kennari Eggert J Levy

2. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • Öll efnieru samsett úr örsmáum eindum, sem kallast sameindir. • Þetta er líkan af tveimur vatnssameindum. Kennari Eggert J Levy

3. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • Sameindir eru svo gerðar úr smærri eindum sem kallast frumeindir. • Þetta er líkan af vetnisfrumeind (H) Kennari Eggert J Levy

4. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • James Joule komst að þeirri niðurstöðu að varmi væri ein mynd orkunnar. • Varmi er sú mynd orku sem flyst milli staða þar sem hitamunar gætir. Kennari Eggert J Levy

5. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • Varmaorka byggist á hreyfingu smæstu efniseinda, sameindanna. Fast efni vökvi loft Kennari Eggert J Levy

6. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing Varmaflutningur • Varmaorka flyst frá heitum hlutum til þeirra kaldari. Varmi er orka sem flæðir á milli hluta. • Varmi getur flust á þrjá vegu milli hluta: með varmaleiðingu, varmaburði og varmageislun. Kennari Eggert J Levy

7. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • Varmaleiðing er flutningur varma gegnum efni sem byggist á beinni snertingu efniseindanna. Dæmi: Pottur hitnar á heitri eldavél. Varmaleiðing á sér stað í föstum efnum, vökvum og lofttegundum. Sum efni leiða varma betur en önnur efni og eru því góðir leiðarar. Kennari Eggert J Levy

8. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing Silfur er einn besti varmaleiðari sem til er. Kopar leiðir líka varma mjög vel. Hvers vegna er kopar í botni margra steikarpanna? Hvers vegna er viður eða plast í sköfum margra eldunaráhalda? Kennari Eggert J Levy

9. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • Varmaburður er þegar varmi flyst með varmaburði, þá berst hannmeð straumi straumefnis en straumefni er samheiti á lofttegundum og vökvum. Kennari Eggert J Levy

10. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • Varmaburður Dæmi: Vatn sem hitnar í potti stígur upp og ber með sér varma, en kalt vatn sígur niður í staðinn. Kennari Eggert J Levy

11. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • Varmageislun er þegar orka flyst gegnum rúmið með varmageislun. Orkan er í mynd ósýnilegra rafsegulbylgna sem kallast innrauðar bylgjur. • Dæmi: Varmageislun stafar frá heitri rafmagnshellu. • Varmageislun á átt sér stað í tómarúminu, þegar varmi berst frá sólu. Kennari Eggert J Levy

12. Varmaorka2-1 Sameindir og hreyfing • Varmageislun á Mars Kennari Eggert J Levy

13. Varmaorka2-2 Hiti og varmi • Hiti er mælikvarði á meðalhreyfingu sameindanna, en varmi er forsenda hitabreytinga. Hiti er mældur með hitamæli. Celsíus- og Kelvinkvarðar eru algengastir. Kelvinkvarði er hluti af SI-kerfinu. Lægsti hiti á Kelvin er 0K sem jafngildir -273°C. • Lægsti hiti sem unnt er að ná nefnist alkul, þá stöðvast öll hreyfing sameindanna og engin hreyfiorka á sér stað. Kennari Eggert J Levy

14. Varmaorka2-2 Hiti og varmi Samanburður á hitamælum Kennari Eggert J Levy

15. Varmaorka2-2 Hiti og varmi • Hreyfiorka er sú orka sem býr í hlut vegna þess að hann er á hreyfingu. Hlutir á hreyfingu framkvæma vinnu. Vinna er margfeldi af krafti sinnum vegalengd. • Innri orka hlutar er því sú orka sem fólgin er í hreyfingu og samsetningu sameindanna í hlutnum. Óregluleg hreyfing frumeinda og sameinda skapa innri orku. Kennari Eggert J Levy

16. Varmaorka2-2 Hiti og varmi Kennari Eggert J Levy

17. Varmaorka2-2 Hiti og varmi • Stöðuorka er sú orka sem býr yfir vegna staðsetningu sinnar. • Hlutur sem hvílir á gólfinu hefur enga stöðuorku. Fjarlægð hlutar frá gólfi gefur honum stöðuorku, sem vex með aukinni fallhæð. Kennari Eggert J Levy

18. Varmaorka2-2 Hiti og varmi • Efnaorka er sú orka sem bundin er í sameindum efnis og losnar þegar efnatengin rofna, til dæmis við efnahvörf. • Einingin júl [J] er notuð fyrir vinnu og orku. • Athugið: Varmagildi matvæla er kaloría og 1 kaloría = 4,2 J Kennari Eggert J Levy

19. Varmaorka2-2 Hiti og varmi • Efnaorka í efnarafal Kennari Eggert J Levy

20. Varmaorka2-2 Hiti og varmi • Hitaþensla á sér stað þegar hlutir þenjast út við hita, mismikið eftir efnum og ástandi þeirra. (Allar loftegundir þenjast þó jafnmikið út við hita) • Undantekning er vatn sem þenst líka út við kælingu undir 4°C. • Orsök; aukinn hiti meiri hreyfiorka lengra bil verður milli sameindanna. Kennari Eggert J Levy

21. Varmaorka2-2 Hiti og varmi • Varmi er mældur í kaloríum (hitaeiningum) • Ein kaloríaer sá varmi sem þarf til að hita 1 gramm af vatni um 1°C. • Sá eiginleiki efnis, sem er mælikvarði á hversu vel efni taka við varma nefnist eðlisvarmi. • Eðlisvarmier sá varmi sem þarf til að hita 1 gramm efnis um 1°C. Kennari Eggert J Levy

22. Varmaorka2-2 Hiti og varmi Verkefni 1. Hversu margar kaloríur þarf til að hita 10 grömm af vatni um 5°C? Varmi = massi • hitastigsbreyting• eðlisvarmiefnisins = 10 gr • 5°C • 1 kal/g •°C = 50 kaloríur 2.Hversu margar kaloríur þarf til að hita 10 grömm af áli um 5°C? Varmi = Kennari Eggert J Levy

23. Varmaorka2-2 Hiti og varmi 3. Reiknaðu hversu margar kaloríur þarf til að hita 50 grömm af kopar um 10°C? Varmi = 4. Reiknaðu hversu margar kaloríur þarf til að hita 100 grömm af sjó úr 2°C í 7°C? Varmi = Kennari Eggert J Levy

24. Varmaorka2-2 Hiti og varmi • Við getum breytt orku úr einni mynd í aðra. Hreyfiorka breytist til dæmis í stöðuorku og öfugt. Heildarorkan breytist þó aldrei í hverju tilviki fyrir sig. • Lögmálið um varðveislu orkunnar segir: Hvorki er hægt að skapa orku né eyða henni, heldur aðeins breyta mynd hennar. Kennari Eggert J Levy

25. Varmaorka2-3 Hitun, kæling og einangrun • Stöðuorka + hreyfiorka = lokaorka • Orkan varðveitist alltaf, hvorki er hægt að skapa orku né eyða henni, aðeins breyta mynd hennar. Kennari Eggert J Levy

26. Varmaorka2-3 Hitun, kæling og einangrun • Hitakerfi eru einkum notuð til að hita híbýli fólks, en kælikerfi til að kæla t.d. vistarverur fólks þar sem þess er þörf. • Aðferðir þessara kerfa byggjast á þekkingu á varmaflutningi og breytingu orkunnar úr einni mynd í aðra. Kennari Eggert J Levy

27. Varmaorka2-3 Hitun, kæling og einangrun • Hitakerfi og kælikerfi Kennari Eggert J Levy

28. Varmaorka2-3 Hitun, kæling og einangrun • Helstu varmagjafar eru rafmagn, jarðvarmi, gas, kol, olía og timbur. Kennari Eggert J Levy

29. Varmaorka2-3 Hitun, kæling og einangrun • Nýting jarðvarma Jarðvarmi er nýttur til húshitunar á nokkrum stöðum í heiminum. Hann er einnig notaður til raforkuframleiðslu, ylræktar og í iðnaði. Ítalir nota jarðgufu til raforkuframleiðslu, en jarðorkuver eru víðar t.d. Íslandi, Kína, Japan, USA (stærst er Geyserville) og víðar í heiminum. Kennari Eggert J Levy

30. Varmaorka2-3 Hitun, kæling og einangrun • Einangrun Einangrun dregur úr varmatapi sem verður vegna varmaleiðingar. Dæmi um góðan einangrara er steinull, slæman málmar. Kennari Eggert J Levy

31. Varmaorka2-3 Hitun, kæling og einangrun • Í kælikerfum er raforka notuð til að fjarlægja varmaorku úr vistarverum fólks eða t.d. úr kæliskápum. Varminn er leiddur út í andrúmsloftið með vökva sem dælt er gegnum kælikerfið með rafdælu. Kennari Eggert J Levy

32. Varmaorka2-3 Hitun, kæling og einangrun • Í kæliferli kæliskápa breytist kælivökvinn í lofttegund og sú breyting kallar á varma úr skápnum, en síðan þéttist lofttegundin aftur og sendir varma út í umhverfið. Kennari Eggert J Levy