Щоб створювати ефективні системи нагрівників та холодильників, потрібно знати особливості процесів теплообміну між різними тілами.

Існує три типи теплообміну між тілами і частинами одного й того самого тіла: теплопровідність, конвекція та випромінювання.

Теплопровідність.

ЗМІНИ ВНУТРІШНЬОЇ ЕНЕРГІЇ ТІЛА

Про зміну внутрішньої енергії тіла свідчить зміна його температури. Якщо температура підвищується, ми кажемо, що тіло нагрівається. При цьому його внутрішня енергія збільшується, адже ми знаємо, що з підвищенням температури швидкість руху частинок, з яких складаються тіла, збільшується.

Зниження температури тіла свідчить про його охолодження і зменшення внутрішньої енергії.

Температура, характеризуючи тепловий стан тіл, відображує зміни, які відбуваються в тілах під час їхнього нагрівання й охолодження. Проведіть простий дослід. Візьміть порожню скляну пляшку і підберіть до неї корок так, щоб він легко ковзав у отворі, але повністю його закривав. Можна змастити корок соняшниковою олією. Покладіть відкриту пляшку на деякий час у морозильну камеру холодильника або підставте під струмінь холодної води. 

Результати спостережень і досліджень свідчать, що тіла внаслідок нагрівання розширюються, а внаслідок охолодження стискаються. У випадку рідин і газів, які не мають власної форми, може йтися лише про зміну об’єму. Розширення чи стискання твердих тіл у разі підвищення або зниження температури відбувається в усіх напрямках зі змінами всіх лінійних розмірів тіл та їх об’ємів.

Ви вже знаєте, що одна й та сама речовина може перебувати у трьох агрегатних станах — твердому, рідкому і газоподібному. Пояснити це можна на підставі уявлень про молекулярну будову речовини. Молекули перебувають у постійному русі. Із зростанням температури зростає швидкість руху молекул, а також збільшуються проміжки між молекулами.

У більшості термометрів використовують те, що зі зміною температури змінюються й інші характеристики тіл: розміри й об’єм, тиск, колір, електричні властивості та ін.

Винахідником термометра вважають Г. Галілея. У 1597 р. він винайшов термоскоп, який являв собою невелику скляну кульку із припаяною до неї скляною трубкою.

У повсякденному житті нам часто доводиться враховувати тепловий стан тіл, що нас оточують. Своїми органами чуття ми оцінюємо тепловий стан тіл і можемо розрізняти теплі, гарячі, холодні тіла. Проте наші органи чуття дають змогу лише порівнювати теплові стани, до того ж не досить точно. Коли ви заходите взимку знадвору в приміщення, вам здається, що в ньому тепло.

Яскраві (а іноді й небезпечні) явища: блискавка, полярне сяйво, моторошні для необізнаної людини «вогні святого Ельма», різнобарвне світіння газових трубок, сліпуче світло під час зварювання металу — усе це приклади різних самостійних газових розрядів. Від чого залежить і як виникає той чи інший електричний розряд у газах, ви дізнаєтеся з цього параграфа.

Прочитавши назву параграфа, дехто з вас здивується: ми ж на початку розділу вивчали, що гази є діелектриками, а це означає, що в них немає вільних заряджених частинок. Тож про який електричний струм може бути мова?

Зауваження цілком слушне, але йшлося про те, що гази є діелектриками зо звичайних умов. Існують умови, за яких гази можуть ставати провідниками. Про те, коли це відбувається і що собою являє електричний струм у газах, ітиметься в цьому параграфі.

Існує легенда, що наприкінці XVIII ст. король Англії надіслав у подарунок російській імператриці Єкатерині II... алюмінієвий кухоль. Зараз це складно навіть уявити, але вона була вражена таким коштовним подарунком! Річ у тім, що в ті часи алюміній був дуже рідкісним і коштував у кілька разів дорожче від золота. Згодом завдяки застосуванню електролізу алюміній став загальнодоступним і досить недорогим. Про те, як за допомогою електролізу одержують метали і де ще застосовують електроліз, ітиметься в цьому параграфі.