- Mis juhtub ainetega, kui neid soojendada?
- Miks on suvel vesi veekogu põhjas külmem kui pinnal?
Kuidas toimib termomeeter?
Tavaline termomeeter näitab õhu, vedeliku või keha temperatuuri. Termomeetris on peenike toru, mille alumises osas on vedelikuga täidetud mahuti. Mida madalam on temperatuur, seda madalam on vedelikusammas. Mida kõrgem on temperatuur, seda kõrgem on vedelikusammas. Miks see nii on? Kui vedelikke, tahkeid või gaasilisi aineid soojendada, siis enamasti nende ruumala suureneb, st need paisuvad. Seda nähtust nimetatakse soojuspaisumiseks. Termomeetri mahutis paisunud vedelik ei mahu sinna enam ära ja tõuseb mööda toru kõrgemale.
Termomeetri näit muutub ühe vedelike omaduse tõttu, mida nimetatakse .
Temperatuuri mõõdetakse .
Mis toimub potis keeva veega?
Kui soovime vett keeta, siis kuumutame keedunõu alati altpoolt. Miks? Kui võrdleme sama suurt kogust (nt klaasitäit) külma ja sooja vett, siis selgub, et soe vesi kaalub vähem, see tähendab, et sel on väiksem tihedus. Soojenev vesi paisub ja selle tihedus väheneb. Seega tõuseb soe vesi potis ülespoole, külm ja tihedam vesi vajub allapoole. Niimoodi hakkab vesi ringlema ja soojeneb ühtlaselt.
Kui prooviksime vett ülaltpoolt soojendada, siis see ringlema ei hakkaks, sest soe vesi jääks üles. Pikapeale soojeneks vesi ka ringlemata, sest vesi juhib soojust, aga see võtaks palju kauem aega.
Potis soojenev vesi ...
- paisub.
- tõmbub kokku.
- muutub hõredamaks ja kergemaks.
- muutub tihedamaks ja raskemaks.
- vajub allapoole.
- tõuseb ülespoole.
Vesi käitub teisiti kui teised vedelikud
Nagu eelmisest näitest selgus, väheneb vee tihedus, kui vett soojendada, sest soojenedes vesi paisub. Kui vedelikke jahutada, siis enamasti nende tihedus suureneb ja ruumala väheneb.
Kuid vesi on mõneti erandlik aine. Kui vett jahutada, siis kuni temperatuurini 4 °C tõmbub vesi kokku. Edasi jahtudes aga hakkab vee tihedus hoopis vähenema ning vesi paisub. Niisiis on jää ruumala suurem kui veel. Seetõttu võivad soojustamata veetorud puruks minna, kui vesi neis külmaga jäätub.
Vee temperatuur oli 10 °C. Vesi jahtus 6 °C võrra. Jahtumise ajal vesi. Seesama vesi jahtus veel 4 °C võrra. Jahtumise ajal vesi.
Veekogu põhjas on vesi suvel jahedam, talvel aga soojem kui pinnal
Küllap oled suvel ujudes tundnud, et veepinnal on vesi alati soojem kui sügavamal. Nii see peabki olema, sest jahe vesi on tihedam ning vajub põhja. Päike soojendab küll veekogu pinnakihti, kuid soojenenud vesi ei segune alumise jahedama veega.
Talvel, kui vesi veekogu pinnal jahtub, on asjalood teistpidi. Jahedam vesi vajub põhja ja tõrjub sealt soojema vee ülespoole, kus see omakorda jahtub. Selline ringlemine toimub seni, kuni veekogus pole enam kusagil vett, mis oleks soojem kui 4 °C. Seejärel veekogu veeringlus peatub ja alles siis saab vee pinna temperatuur langeda nulli ja veekogule hakkab tekkima püsiv jääkate.
Ma tean, et …
Vedelikud, tahked ja gaasilised ained paisuvad soojenemisel. Vesi on erandlik seetõttu, et see tõmbub jahtudes kokku kuni temperatuurini 4 °C, aga edasi jahtudes hakkab vesi hoopis paisuma.
