ei sellaista asiaa kuin kylmä

tähän aikaan vuodesta kaikki puhuvat kylmästä. “Kylmyys menee suoraan lävitseni.””En saa kylmää ulos talosta.”

yksi lempiaiheistani fysiikassa on se, ettei kylmyyttä ole olemassakaan. Ei, sitä ei ole olemassa. Miksi sinulla on kylmä?

se voi tuntua intuition vastaiselta, mutta kuumuuden vuoksi tunnet itsesi kylmäksi. Juuri niin. Anna kun selitän. Lämpö on aineeseen liittyvä Suure, ja aine on kaikkea, jolla on massaa ja joka vie tilaa. Sinä, ilma ympärilläsi ja tuoli, jossa istut, ovat kaikki esimerkkejä Materiasta.

aine koostuu pienemmistä hiukkasista. (Näitä ovat atomit, molekyylit ja ionit, mutta älä välitä siitä tässä keskustelussa. Sanotaan niitä hiukkasiksi.) Näillä hiukkasilla on energiaa. Ainenäytteessä olevien hiukkasten kokonaisenergiaa kutsutaan lämpöenergiaksi.

lämpöenergia on suhteessa lämpötilaan, mutta ne eivät ole samoja. Käytämme sanaa lämpötila kuvaamaan sitä, kuinka lämmintä tai kylmää jokin on. Siinä missä lämpöenergia kuvaa kokonaisenergiamäärää, lämpötila kuvaa keskimääräistä energiaa. Ero tässä on, että lämpöenergia riippuu siitä, kuinka monta hiukkasta on, kun taas lämpötila ei. Kupissa oleva tee voi siis olla samassa lämpötilassa kuin teekannussa oleva tee, mutta teekannun lämpöenergia on suurempi, koska teetä on enemmän (enemmän hiukkasia).

syy, miksi mainitsen tämän kaiken lämpöenergiasta ja lämpötilasta, on se, että lämpöenergia virtaa luonnostaan korkeammissa lämpötiloissa olevista aineista matalammissa lämpötiloissa oleviin aineisiin. Virtaava lämpöenergia on lämpöä.

kun lämpö virtaa ulos aineesta, joka ei muutu olomuodoltaan, sekä sen lämpöenergia että lämpötila laskevat. Tämän seurauksena aine viilenee. Päinvastoin tapahtuu, kun lämpö virtaa aineeseen. Sen lämpöenergia ja lämpötila nousevat, joten aine lämpenee.

tämä mielessä, ajattele pudottamalla jääpala lasi vettä huoneenlämmössä. Muutaman minuutin kuluttua vesi tuntuu kylmältä, koska sen lämpötila on laskenut. Se ei kuitenkaan johdu siitä, että jääkuutio siirsi “kylmän” veteen. Sen sijaan lämpöä virtasi lämpimämmästä vedestä kylmempään jääkuutioon. Juuri tuo kuumuus saa jääpalan sulamaan.

on sama, jos tuntee itsensä kylmäksi. Jos kosketat esinettä, kuten pöytää tai ulkopenkkiä, se tuntuu kylmältä. Se johtuu siitä, että lämpö virtaa kädestäsi esineeseen. Tunnet lämpöhäviön ” kylmänä.”Samoin jos menet ulos ilmaan, jonka lämpötila on matalampi kuin olet, sinusta virtaa lämpöä ilmaan. Tästä tulee kylmä olo. Takin käyttäminen tai peiton käyttö hidastaa lämmön virtausta kehosta, jolloin olo tuntuu lämpimämmältä.

joten seuraavan kerran, kun tunnet olosi kylmäksi, mieti kuumuutta, jota kärsit. Ehkä löydät keinon hidastaa sitä.

muuten kuumuus ja sen muutokset ovat niin kiinnostavia, että sen tutkimiseen on omistettu kokonainen fysiikan haara. Sitä kutsutaan termodynamiikaksi!