Teplo

, značka Q – míra změny vnitřní energie při tepelné výměně; není stavová veličina; vztahuje se vždy k určitému ději, nikoliv ke stavu tělesa. Není tedy určitým druhem energie. Teplo se měří kalorimetrem.

Ottův slovník naučný: Teplo

Teplo ve fysice značí určitou formu energie, jejíž projevy se nazývají úkazy tepelnými. Tak jako pozorování sluchová vedou k poznání úkazův akustických a pozorování zraková ke studiu úkazů optických, tak podobně soudíme z některých pocitů hmatových na úkazy tepelné. Držíme-li v dlani železnou tyč, jejíž druhý konec nalézá se ve žhoucím uhlí výhně, nabýváme rozmanitých vjemů hmatových, v nichž za chvíli vznikne svou intensitou vjem horka. Tyč zprvu »chladná« stává se »teploų, »horkoų a konečně »pálí«. Těmito názvy vyznačují se postupné tepelné stavy tyče, jejichž příčinou jest tepelná energie žhavého uhlí, jež sdílí se tyči od průřezu k průřezu. Teplo vede se touto tyčí od místa teplejšího k místu studenějšímu. Se změnami tepelných stavů těles souvisí četné změny jiné, které na hmotě pozorujeme. Hmoty zahřívané mění svůj objem, mění svou pružnost, index lomu, vlastnosti magnetické, elektrické atd. Z rozmanitých těch o souvislostí mezi tepelným stavem hmoty a fysikálními jejími charakteristikami vybrána byla závislost objemu hmoty na tepelném stavu k definici tohoto stavu tepelného čili k určení teploty. Teplo podmiňuje ustálenou teplotu určité hmoty určitou svou velikostí, která sluje tepelným obsahem oné hmoty. Jeví se tedy teplo ve hmotě obsažená jako energie potenciálná a nezáleží tudíž při kvantitativném sledování úkazů tepelných na absolutní hodnotě oné energie, nýbrž pouze na jejích změnách. Jednotkou tepla jako energie může býti kterákoliv jednotka energie, tedy na př. erg, megaerg, joule, což ovšem předpokládá při měření energie tepelné přeměnu této v energii mechanickou. Proto vedle jednotky mechanické užívá se zvláštní jednotky tepelné, která je definována množstvím tepla, kterým zahřívá se 1 g vody při 15° o jeden stupeň (čili z 14,5 na 15,5°). Toto množství tepla sluje kalorii (někdy téz malou kalorií na rozdíl od velké kalorie, která jest definována množstvím tepla zahřívajícím 1 kg vody při 15° o jeden stupeň, tedy teplem = 1000 kalorii malých). Tepelná a mechanická jednotka tepla souvisí vztahem 1 kalorie = 4,185 joule = 41,85 megaerg = 41,850.000 erg, který jest výsledkem četných měření mechanického aequivalentu tepla, t. j. čísla, které udává poměr obou jednotek tepelných. Uvedené jednotky tepla, kalorie, užíti lze prakticky při těch měřeních, kde neběží o velikou přesnost, jinými slovy, kde lze z definice kalorie vypustiti dodatek »při temp. 15°«. Při měřeních přesných, kde na množství tepla soudí se ze změny temperatury vody, nutno znáti hodnoty tepelných množství, kterými 1 g vody ohřívá se od stupně k stupni, čili znáti závislost specifického teploa vody (v. níže) na temperatuře. Tím ovšem hořejší definice přestává býti praktickou. Z tohoto důvodu jest zřejmo, proč vyskytly se rozmanité návrhy definice jednotky tepla. Tak na př. Gray navrhoval, aby jednotkou tepla byla energie, které jest potřebí k zahřáti 1 grammu vodíku z 0° na 1° při stálém tlaku jedné atmosféry. Jolly definoval novou jednotku tepla množstvím vybaveného tepla při kondensaci 1 grammu nasycených vodních par při tlaku normálním. S. Pickering snažil se zavésti jednotku tepla jako stý díl skupenského tepla ledu (v. níže) při tlaku jedné atmosféry atd. Nejnovějším jest návrh Griffithsův, kterým se zavádí množství tepla, zahřívajícího jeden gramm vody o 1° jako »1 therm«. Normálním thermem čili »rowlandem« jest therm pro 17°. – Podrobnosti viz dr. V. Novák, Jednička tepelného množství (»Čas. p. pěst. math. a fys.« 25. 199, 1896); Warburg, Referat über die Wärmeeinheit (Lip., 1900); O. D. Chvolson, Lehrbuch der Physik, III. díl (přel. E. Berg, Brunšvik, 1905); A. Winkelmann, Handbuch d. Physik, 2. vyd., 3. díl, 1. čásť (Lip., 1906). nvk. Teplo atomové jest definováno součinem atomové hmoty prvku a jeho tepla specifického (v. níže). Jest tedy na př. teplo atom. železa dáno součinem 56,0 x 0,1138 = 6,37. Provedeme-li podobný výpočet pro prvky: Ag, Al, Bi, Co, Cu, I, Li, Mn, Na, Pb, Pt, S, Sn a Zn, obdržíme hodnoty hořejšímu výsledku blízké, tak že lze vysloviti větu: Teplo atom. tuhých prvků jest veličinou stálou (zákon Dulong-Petitův). Tomuto zákonu vyhovuje též specifické teplo tekutého vodíku, které určil Dewar hodnotou 6. Naproti tomu výjimku tvoří prvky C, Si a B, které za obyčejné temperatury mají tepla atom. příliš nízká. H. F. Weber ukázal, že u těchto látek teplo specifické stoupá s temperaturou velmi značně, tak že při vysoké temperatuře hodnota součinu tepla specif. a hmoty atomové blíží se číslu 6. Přivedeme-li 1 grammu látky tolik tepla S, že temperatura hmoty vystoupí o 1°, spotřebuje se tepelná tato energie jednak na zvýšení kinetické energie molekul, jednak na vnitřní práci proti přitažlivým silám molekulovým a konečně též na práci vnější, vykonanou proti tlaku obklopující atmosféry a pod. V případě látek tuhých a kapalných jest poslední čásť energie velmi nepatrná, lze tudíž psáti S = DE1 + DP1, kde D E1 značí vzrůst živé síly molekul, DP1 pak práci vnitřní. Jest tedy teplo atom. AS = ADE1 + ADP1, při čemž možno členu DE1 dáti význam pravého tepla specifického. (Clausius.) U plynu jest kinetická energie závislá na absolutní temperatuře, tak ze při stejné temperatuře mají různé plyny tutéž energii kinetickou. Užijeme-li tohoto výsledku i pro látky tuhé a kapalné, vyplývá z něho rovnost pravého tepla atom. pro všecky látky. Z toho a ze zákona Dulong-Petitova plyne dále, že vnitřní práce při roztahování se tuhé hmoty teplem, vykonaná proti přitažlivým silám molekulovým, přepočítaná na jeden atom, jest veličinou konstantní. Výsledek tento platí ovšem jen přibližně, obdobně přibližné platnosti zákona Dulong-Petitova. Podrobnosti viz: A. Winkelmann, Handbuch der Physik (2. vyd. III. díl, »Wärme«, Lip., 1906). nvk.

Související hesla