Lämmön ja olotilan muutokset

Olet kuullut lämmöstä ennenkin. Mutta mitä se tarkalleen on? Katsotaan, mitä tämän uunin lämpö tekee kylmälle vedelle. Uunin lämpö liikkuu kylmään vesikattilaan. Tarkastellaanpa kuumenevia molekyylejä lähempää!

Näetkö niiden värähtelevän? Se on lämmön aiheuttamaa. Värähdellessään nopeammin, molekyylit alkavat liikkua kauemmas toisistaan. Näetkö? Jotkin molekyyleistä alkavat irrota toisistaan, lentämällä pois.

Ja tässä vaiheessa ne muuttuvat vesihöyryksi. Kun sanomme jonkin kuumenevan, se tarkoittaa molekyylien keräävän energiaa ja liikkuvan aiempaa nopeammin. Ilman uunin lisälämpöä vesihöyry jäähtyy, kun molekyylit hidastuvat. Mutta entäpä molekyylit, jotka lensivät pois? Vähemmällä energialla vesimolekyylit liikkuvat hitaammin ja tulevat lähemmäksi toisiaan.

Ja kun ne ovat taas todella lähekkäin, ne muuttuvat nesteeksi. Katsotaan, mitä tapahtuu kun viilennämme sitä vielä lisää. Mitä enemmän viilennämme vettä, sitä lähemmäksi toisiaan molekyylit tulevat, kunnes se muuttuu nesteen sijaan kiinteäksi aineeksi. Vesi on nyt muuttunut jääksi. Kun aine muuttuu eri muotojen kuten jään, nesteen ja kaasun välillä, sen sanotaan muuttavan olomuotoaan.

Kolme yleisintä olomuotoa ovat kiinteä aine, nestemäinen aine ja kaasumainen aine. Aineen kuumentaminen tai viilentäminen saa sen vaihtamaan olomuotoaan. No niin, Philip! Muutetaan tämä veden olomuoto vesihöyryksi! Vesihöyry vie enemmän tilaa, mutta sillä on sama määrä vesimolekyylejä kuin nesteenä.

Joten lämmön lisääminen nosti veden tilavuutta, mutta ei muuttanut veden määrää. Ahaa! Voimme hyödyntää tätä tietoa, kun mittaamme lämpötilaa. Tämä aine on nimeltään elohopea ja se on metalli, joka on nestemäistä huoneenlämmössä. Mutta kun lämmitämme putkea, nesteen tilavuus kasvaa, ja vie enemmän tilaa.

Kun se jäähtyy, se vie vähemmän tilaa. Lisäämällä lukuja sen viereen, voimme mitata lämpötilaa. Niin lämpömittari toimii! Lämpömittareissa oli ennen elohopeaa, mutta nykyään niissä käytetään eri nestettä, jolla on samoja ominaisuuksia, koska elohopea on myrkyllistä ihmisille. Joten lämpö on liikettä; mitä enemmän jokin liikkuu, sitä kuumempaa se on.