Eli olen kuullut, että lämpöenergia saa atomit värähtelemään, mutta minua kiinnostaisi tietää, että miten lämpöenergia saa atomit värähtelemään? Toisin sanoen, miten lämpöenergia värisyttää atomeita? Eli mikä on se kvantti-mekaaninen tapa jota hyväksi käyttämällä lämpöenergia saa atomin värisemään?
Tapahtuuko se niin, että lämpö on itsessäänkin atomeiden värinää, ja siten kun sitten tällainen värisevä atomi tulee kosketukseen toisen vähemmän värisevän atomin kanssa, niin se luovuttaa tälle vähemmän värisevälle atomille osan omasta värinä-energiastaan (eli lämmöstä), niin että ne lopulta värisevät yhtä paljon?
Eli onko tosi: lämpöenergia = atomeiden värinäenergia?
Mikäli taas lämpö ei ole itsessään atomeiden värinää, vaan atomeiden värinä vain johtuu lämpöenergian vaikutuksesta, niin millä mekanismilla se lämpö niitä atomeita värisyttää, ja mitä se lämpöenergia sitten itsessään on? Esim. henkilöllä on vesimylly, eli vanhanaikainen mylly joka pyörii viereisen joen virrasta otetulla energialla, siten että virtaan on laitettu siipiratas, jota virta pyörittää. Tässä tilanteessahan energia jota hyväksikäytetään on tuon virtaavan joen veden potentiaalienergia, joka on syntynyt siten että vesi on höyrynä, luonnon voimien toimesta, kulkeutunut korkealle, jossa se sitten on tiivistynyt ja alkanut valua alamäkeen. Se, että tuo veden potentiaalienergia pystyy saamaan aikaan tuon myllyn pyörimisen, on täysin riippuvainen tuon virtaan laitetun siipirattaan olemassaolosta. Toisin sanoen, kyseinen siipiratas on se mekanismi jolla potantiaalienergia saa myllyn pyörimään, joten mikä on se mekanismi jolla lämpöenergia saa atomit värähtelemään?
Toiseksi minua kiinnostaisi myös tietää, että miten ne atomit värisevät? Toisin sanoen, minkä mekanismin avulla ne atomit pystyvät värisemään? Esim. auton moottori pystyy värisemään, kun sille annetaan lisää polttoainetta, koska moottorin sisällä liikkuvat kampiakseli ja männät, suhteessa moottoriin syötettyyn polttoaineeseen, ja nämä liikkuvat osat saavat moottorin värisemään. Kuinka sitten on asia atomeiden kohdalla? Melkein tuntuisi, että atomeissahan täytyisi olla jonkin lainen mekanismi värähtelyn tuottamiselle, sen vastaantottamiselle ja sen säilyttämiselle.
Että tällaisia sitä on tullut taas tuumailtua. Kiitoksia paljon, jos joku osaa asian minulle tyhjentävästi selvittää, tai mikäli osaa osoittaa johonkin lähteeseen, jossa uskoisi asian tulevan tyhjentävästi selvitetyksi.
Miten lämpö saa atomit värähtelemään?
25
408
Vastaukset
- mietintämyssystä
Niin, mikä tässä on syy, ja mikä seuraus? Kuitenkin ulkoa tuotu lämpö saa atomit värähtelemään enemmän. Toisaalta absoluuttisessa nollapisteessä kaikki värähtely on lakannut.
Tähän on klassinen ja moderni (jälkeen 1920-luvun) vastaus.
Mutta ihan aluksi sanoisin, että yleensä ei-tieteellisessä tekstissä tuolla
"värähtelyllä" tarkoitetaan sanoa, että ne saavat lisää energiaa.
Klassisessa kuvauksessa aineesta - silloin kun ei vielä tiedetty atomeiden todellisesta luonteesta, eli aina 1920-luvulle asti - aine ymmärrettiin jonkinlaisten "kovien pallojen" kimpoiluksi. Lämpö ymmärrettiin näiden pienten pallojen kineettiseksi ja/tai pyörimis -energiaksi.
Tämä kuvaus on melko intuitiivinen, siinä lämmön siirtyminen on vain tuon mekaanisen energian siirtymistä paikasta toiseen. Ja melko yllättävää kyllä,
tämä mekanistinen kuvaus toimii erittäin hyvin ja sitä sovelletaan joka päivä
ihan huippumodernia tiedettä myöten.
Moderni kuvaus aineesta on tavallaan kvanttimekaaninen selitys sille miksi
klassinen kuvaus toimii niin hyvin kuin se toimii. Moderni kuvaus tosin osaa
selittää ison kirjon asioita, joita on mahdotonta kuvailla kovilla pienillä palloilla.
Palatakseni kysymykseesi, tässä yhteydessä lämmön siirtymisen kuvaus on
kvanttimekaanisten ilmiöiden statistista käyttäytymistä tulkitseva kuvaus.
Jos sitten sanoisin, että puheet "värähtelystä" ovat ihan huuhaata, niin
valehtelisin puoliksi (mutta puoliksi puhuisin totta). Modernissa kuvassa
aineesta, lämmöstä ja lämmön siirtymisestä ainetta, lämpöä, eikä sen siirtymistä
mielletä "värähtelyksi". Ts. Ei ole mitään värähteleviä kovia palloja tms!
Lämmön siirtyminen on mikrotasolla (ja sieltähän kaikki lähtee) on hiukkasten energioiden (liikemäärien, impulssimomenttien, varausten, yms. säilyvien suureiden) vaihtamista toistensa kanssa.- talven_vastakohta
Siis tosiasiassa ei tiedetä mitä lämpö on.
Tiedetään. Se on kaikki se energia, mitä ei voi kokonaisuudessaan muuttaa sellaiseksi energiaksi, jolla voisi tuottaa saman määrän lämpöä.
tractor kirjoitti:
Tiedetään. Se on kaikki se energia, mitä ei voi kokonaisuudessaan muuttaa sellaiseksi energiaksi, jolla voisi tuottaa saman määrän lämpöä.
Se mahdollistaisi ikiliikkujan!
Emme voi ottaa merestä lämpöenergiaa va muuttaa sitä sukellusveneen tehoksi.
Pahoittelen mutta vääjäämättä tällainen parin-kolmen kommentin selitys ei kerro asiaa kovin hyvin. Onneksi maailmalla ja ihan kotimaassakin on alan asiantuntijoita, jotka OSAAVAT kirjoittaa vaikeista asioista ymmärrettävään tyyliin.- talven_vastakohta
tractor kirjoitti:
Se mahdollistaisi ikiliikkujan!
Emme voi ottaa merestä lämpöenergiaa va muuttaa sitä sukellusveneen tehoksi.
Pahoittelen mutta vääjäämättä tällainen parin-kolmen kommentin selitys ei kerro asiaa kovin hyvin. Onneksi maailmalla ja ihan kotimaassakin on alan asiantuntijoita, jotka OSAAVAT kirjoittaa vaikeista asioista ymmärrettävään tyyliin.Voisi melkein sanoa lämpö ei oikeastaan ole mitään. Paitsi tietenkin energiaa joka siirtyy korkeammasta lämpötilasta alempaan alempaan lämpötilaan. Se on taas eri asia, mitä aineen "rakenteessa" tahtuu eri lämpötiloissa.
Se on sama asia, samat lait pätevät myös aineen nk. rakenteissa!
Aine, olipa se missä muodossa tahansa - on samaa ainetta .Jos tarkastellaan muutamaa atomia tai molekyylia, jotka poukkoilevat semi-satunnaisesti paikasta toiseen, niin tarpeeksi viisas ja nopea demoni
pysyisi kenties niiden kaikkien perässä ja voisi jonkin laitteen avulla vaihtaa
niiden sisältämä energia kokonaan vaikkapa sähköenergiaksi, jättäen jäljelle energittomat atomit.
Tuo ei onnistu vielä käytännössä eikä teoriassa, niin miten onnistuu
~100000000000000000000000 molekyylin suhteen.- Noobbins
Se miten minä olen sen ymmärtänyt on, että hiukkaset liikkuvat, jolloin niillä on liike-energiaa, josta tulee se "värähtely".
Kun eri lämpöiset aineet ovat kosketuksissa toistensa kanssa, tätä liike-energia siirtyy aineesta toiseen, kun hiukkaset vaikuttavat / törmäilevät toisiinsa?
Eikö se mene suunnilleen näin . . . - tiedonväärti
Noobbins kirjoitti:
Se miten minä olen sen ymmärtänyt on, että hiukkaset liikkuvat, jolloin niillä on liike-energiaa, josta tulee se "värähtely".
Kun eri lämpöiset aineet ovat kosketuksissa toistensa kanssa, tätä liike-energia siirtyy aineesta toiseen, kun hiukkaset vaikuttavat / törmäilevät toisiinsa?
Eikö se mene suunnilleen näin . . .Suunnilleen kyllä, mutta energiaa (lämpöä) siirtyy myös säteilemällä (mm. tyhjiön yli), kuten auringonpaisteella voit havaita. Eli kyse on aineen sisäenergian kasvusta jonkin energialähteen toimesta (johon vaikuttaa osaltaan myös ulkoisen liike-energian vaikutus). Sisäenergian kasvu ilmenee mm. molekyylien liike-energian lisääntymisenä.
Lämpenevässä aineessa se liike (käytännössä värähtely) sitten lisääntyy, sen puitteissa minkä aineen sisäiset sidosvoimat sallivat ja minkä verran energiaa aineeseen absorptoituu. Kun sisäinen liike-energia kasvaa riittävästi aine ei pysy enää edes koossa, koska sidosvoimien kyky pitää massallisia molekyylejä yhdessä ei enää riitä.
- tiedonväärti
Lämpö on aineen molekyylien värähtelyä - yleisesti ottaen. Molekyylien värähtely on pelkästään niiden värähtelyliikettä, joka voi johtua niin ulkoisista kuin sisäisistäkin vaikutuksista (kvanttimekaniikka mukaanluettuna). Se minkä tunnet lämpönä (esim. näpeissäsi) on omien molekyyliesi värähtelyä, joka välittyy hermoston kautta aivoihin ja koetaan aistimuksena.
- Puuseppänen
Kun atomia lämmittää niin se lämpölaajenee. Laajeneminen tapahtuu pienin hyppäyksin vastaten lämpökvantin tuomaa energiamäärää. Nämä atomien hyppäykselliset laajenemiset aiheuttavat tärinää kun atomit ovat kiinni toisissaan kuin poski poskea vasten. Jos kaikki lämpö otetaan pois niin atomit kutistuu hyvin pieniksi eikä tärinää enää tapahdu.
- tiedonväärti
Lämpökvantti on vain hieman hassu termi. Ylipäätään kappaleen vastaanottamat energiakvantit saavat sen aineen sisäenergian lisääntymään, ellei kappale samaan aikaan luovuta yhtä paljon energiaa kuin ottaa vastaan.
Sisäenergian lisääntymisen yksi ilmenemismuoto on lämpövärähtely. Tilavuuden muutos ei aina edes ilmene laajenemisena, esim. kutistesukkien osalta tilavuus pienenee kun lämpötila kasvaa. - kjhjhkjhkhjhj
Voit olla aivan varma, etteivät atomit kutistu.
- tiedonväärti
kjhjhkjhkhjhj kirjoitti:
Voit olla aivan varma, etteivät atomit kutistu.
Ei kyse olekaan atomeista vaan molekyyleistä, jotka ovat koostuvat atomeista.
Kyse on siitä millaisen käsittelyn seurauksena molekyylit ovat järjestyneet toistensa suhteen siten, että lämpötilan muuttuessa (lämpövärähtelyn seurauksena) tapahtuu muutoksia aineen rakenteessa.
Rakenteelliset mutokset voivat olla myös sellaisia, että tilavuus pienenee (kuten kutistekalvoilla) vaikka yleensä tilavuus kasvaa.
Tämä ilmiö on havaittavissa myös vedellä. Neljä c-asteisena vesi on tiheimmillään (nesteenä). Eli sekä alle että yli nejäasteisena veden tiheys vähenee (vesi laajenee).
Tämä tästä aiheesta. - peräkamarin-poika
Kun elektroni siirtyy ylemmälle kiertoradalle, aine laajenee.
- Puuseppänen
kjhjhkjhkhjhj kirjoitti:
Voit olla aivan varma, etteivät atomit kutistu.
Kyllähän atomit laajenee tai kutistuu lämpötilan mukaan. Siitähän johtuu lämpölaajeneminen. Kun atomit turpoaa lämmössä niin ne työntävät toisiaan "poski poskea" vasten.
- peräkamarin-poika
Kun aine lämpenee elektronit atomeissa siirtyvät korkeimmille energiatasoille, "kiertoradoille". Tästä johtuu raudan puna- ja valkohehku sen kuumetessa. Atomi säteilee valoa elektronien hyppiessä korkeimmilta radoilta matalimmille. Fotonin energia on energiatilojen erotus.
- tiedonväärti
Eli kappaleen sähkömagneettista säteilyä, jota ilmenee myös valo- tai lämpösäteilynä taajuudesta riippuen (joka riippuu elektronien energiatasomuutoksista). Lämmön siirtyminen säteilynä ei edellytä väliainetta (tai aineellisuutta) kuten muut lämmönsiirtymistavat, johtuminen ja konvektio.
- NäinhänSeOn
Kierrätys selittää värähtelyn. Epätasapainossa oleva kierrätys. Ytimeen työntyy joka suunnasta laajenevaa liikettä / energiaa, mutta eri määriä eri aikaan.
"Toisaalta absoluuttisessa nollapisteessä kaikki värähtely on lakannut."
Energian kierrätys ei lopu milloinkaan. Absoluuttisessa nollapisteessä energian kierrätys on täydellisessä tasapainossa, jolloin laajenevaan atomin ytimeen työntyy joka suunnasta täsmälleen saman verran saman aikaisesti laajenevaa energiaa jota laajenevat atomien ytimet kierrättävät.
Värähtely alkaa kun ulkoapäin työntyy jostakin suunnasta enemmän laajenevaa liikettä / energiaa kuin jostakin toisesta suunnasta.
http://www.onesimpleprinciple.com/- stiignafuuliaa
Mitä energiaa atomiin työntyy ja miten?
- peräkamarin-poika
Absoluuttisessa nollapisteessä atomien elektronit ovat kaikki alimmilla mahdollisilla kiertoradoilla.
- kuha_kysy
Jaa, mutta entäs suprajohtavuus? Jos kaikki elektronit olisi tiukasti radoillaan, mitkäs elektronit sitten sähkövirtana kulkevat?
- peräkamarin-poika
Tavallinen kuparijohto on suprajohde; sen vastus on käytännössä nolla.
- EiSittenLähellekään
Ei todellakaan ole. Esimerkiksi 1,5 mm^2 kuparijohdon silmukkavastus parikilometrille on n. 11,4 ohmia. Aika kaukana suprajohteesta.
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Vakava rikosepäily Seinäjoella
Ilkka ei taaskaan tiedä mitään mutta hesalaiset kertoo: https://www.is.fi/kotimaa/art-2000010959325.html412625Mitä on woketus?
Täälläkin hoetaan usein sanaa "woketus". Mitä se tarkalleen ottaen tarkoittaa? Ilmeisesti sen käyttäjät ymmärtävät sen k4022141Olet saanut kyllä tunnisteita
Itsestäsi ja meistä. Mutta mikä siinä on, ettet kirjoita etkä anna itsestäsi merkkejä. Ellei ole kysymys siitä, mikä ens201962Oletko jo luovuttanut?
Joko olet luovuttanut kaivatun suhteen ja hyväksynyt, että mitään ei tule?1381724Ikääntyvien tilanne Suomessa on järkyttävä - Hoivakotiin ei pääse, vaan joutuu selviytymään yksin
Ikääntyvien tilanne Suomessa on järkyttävä… Hoivakoteihin sijoittamista vältellään, koska hoito on kallista ja hyvinvoin1301642Mies pakko olla rehellinen
Kiinnostuin koska olet tosi komea ja sulla on ihana puheääni. Olen aika pinnallinen sitten kai... 😓 kyllä olet tosi rau151611Kristo Salminen, 52, riisuutui - Paljasti Iso-Börjen tatuoinnit - Somekansan tuomio yksimielinen
Iso-Börje, tuo iso, tatuoitu, yltiöromanttinen ja aika kuuma rikollispomo - vai mitä mieltä sinä olet? Lue lisää ja kat211123Hirvenmaitojuusto
Olin Prisman juustohyllyllä kun vierestä alkoi kuulua kamala paapatus. Siinä oli vanha muori, joka räyhäsi raivokkaasti,01122- 741029
Kerro mulle miksi juuri me
Kohdattiin? Tässä elämässä. Vaikka ollaan edelleen tutut tuntemattomat. Se on omituinen tunne.63925