Miks mõni asi tundub soojem kui teine?

Puutudes igapäevaelus kokku erinevate esemetega, võib märgata, et mõned esemetest tunduvad katsudes justkui külmemad kui teised. Võrreldes näiteks mõnd toas olevat metalleset raamatuga, tundub raamat käega katsudes millegipärast soojem. Esemete temperatuuri mõõtmisel ilmneb aga, et mõlemad on tegelikult sama temperatuuriga.

Soojusjuhtivus

Pannes metallist lusika kuuma veega täidetud kruusi, muutub lusikas peagi sama kuumaks kui vesi. Ah et miks? Kuuma vee kiiresti liikuvad molekulid panevad kokkupuutel külma metallist lusikaga kiiremini liikuma ka selle molekulid. Nii liigub soojus aina edasi, muutes lusikagi kuumaks. Soojuse edasi liikumisel vesi jahtub, sest annab osa oma kuumusest edasi ning lõpuks on lusikas ja vesi sama temperatuuriga.
Seda protsessi kirjeldab soojusjuhtivus.

  • Soojusjuhtivus ehk soojusenergia kandumine kuumemalt kehalt külmemale molekulidevaheliste põrgete tagajärjel. Soojusjuhtivus on üks soojusülekande vorme.

Lihtsalt öeldes kandub kruusi soojus üle ka lusikale ning sealt omakorda ruumi edasi. Miks näiteks jahtub kohv laual seistes? Põhjus on lihtne: soojus kandub kruusist laiali üle kogu ruumi.  

Hea soojusjuht või mitte?

Seda, kui soe või külm mingi ese meile tundub, tunnetame me nahas asuvate retseptorite abiga. Siiski ei tunneta me asja otsest temperatuuri, vaid seda, kui kiiresti see soojusenergiat meile kas üle kannab või hoopis võtab. Paber pole nii hea soojusjuht kui metall ning seetõttu tunneme me pabermaterjalist raamatut ka soojemana. Lisaks paberile on halvad soojusjuhid ehk soojust mitte ära kandvad veel ka näiteks jää, vesi, klaas, õhk.  

Metall on hea soojusjuht – omandab soojust kiiresti ning kannab hästi soojust üle soojematelt osadelt külmematele. Katsudes käega metalli, „röövib“ metall käesoojust. Muide, sarnasel põhjusel ei tohiks talvel ka keelt jäätunud metalli vastu panna. Inimese keel pole nii hea soojusjuht kui metall ning kuna metall omandab soojust kiiremini kui meie keha toota jõuab, võtab külm metall keelel olevast ilast kogu soojuse. Selle tõttu ila temperatuur langeb ning vesi jäätub keele pindmistes osades, liimideski keele metalli külge. 

Vaata ka samateemalist videot siit.


Testi oma teadmisi! 
 

1. Miks tunnetame pabermaterjalist raamatut soojana?
a) Sest paber omandab soojust kiiresti
b) Sest paber ei kanna soojust ära
c) Sest paber on hea soojusjuht

2. Soojusenergia kandub kuumemalt kehalt külmemale…
a) molekulide lagunemise tagajärjel
b) õhu liikumise tagajärjel
c) molekulidevaheliste põrgete tagajärjel 

3. Metall…
a) ei omanda soojust
b) omandab soojust kiiresti 
c) on halvem soojusjuht kui jää
 


Õiged vastused: 1-b; 2-c; 3-b

Loe edasi

Mõõtemääramatus: süstemaatiline mõõteviga

Süstemaatiline viga on üks kahest põhilisest mõõtemääramatuse liigist. See hõlmab nii mõõteriistast tulenevat viga kui ka mõõtja enda eksimust, mis on mõlemad paratamatud nähtused.

Süstemaatiline viga mõjutab mõõtetulemust kindlas suunas. Näiteks väga palaval päeval metallist joonlauda kasutades on kõik mõõtmised reaalsusest väiksemad, sest kuuma ilma tõttu on metall paisunud (joonlaud muutub pikemaks). Vältimatult jäävad kellad aja jooksul natukene aeglasemaks ning see põhjustab meie kõigi igapäeva asjaajamistes süstemaatilist viga.

Süstemaatiline viga esineb ka siis, kui eksida mõõtmismeetodis. Vedeliku ruumala mõõtmisel mõõteklaasis tekib viga, kui mõõteklaas ei ole täpselt vertikaalses asendis. Sellisel juhul on mõõtetulemus alati natukene suurem või väiksem sõltuvalt sellest, mis poolt klaasi vaadata (vasakpoolne joonis). Lisaks sellele tekib süstemaatiline viga, kui mõõtja silmad ei ole vedelikuga ühel joonel (parempoolne joonis).

Kasutatud allikad:

Tsokos, K. A. “Uncertainties and Errors.” Physics for the IB Diploma. 6th ed. Cambridge: Cambridge UP, 2014. 7-9. Print.

Loe edasi

Mõõtemääramatus: juhuslik viga


Juhuslik viga on üks kahest põhilisest mõõtemääramatuse liigist. See hõlmab nii mõõteriistast tulenevat viga kui ka mõõtja enda eksimust, mis on mõlemad paratamatud nähtused. Erinevalt süstemaatilisest veast, ilmneb juhuslik viga kordusmõõtmistel. Tulemused varieeruvad etterarvamatul viisil, mille tõttu kutsume seda juhuslikuks.

Mõõtes ühte suurust mitu korda on paratamatu, et mõnikord on tulemus suurem, mõnikord väiksem. Näiteks, kui paluda kümnel inimesel mõõta sprinteri jooksu aega, siis tõenäoliselt on kõik tulemused küllaltki erinevad. Mõni inimene vajutab stopperi käima natukene enne stardipauku, mõni aga hiljem. Finišis samamoodi. Tulemuste ühesus pole kindel. Seepärast aitab mitmete kordusmõõtmiste tulemuste keskmise võtmine vähendada ebatäpsust.

Alati ei ole viga mõõtjas. Näiteks on kaalumisel juhuslike vigade põhjuseks õhu liikumine, kaalukausile langev tolmukübe, kaalukangi ebaühtlane soojenemine käe lähendamisel sellele, muutuv hõõrdumine toetuspunktides jne. Need nähtused mõjutavad kaalumise tulemust ühes või teises suunas ning neid on tihti raske tabada.

Juhuslikke vigu ei ole võimalik kõrvaldada. Nad esinevad igasuguste mõõtmiste juures. Võib ainult vähendada nende osatähtsust täiuslikumaid mõõteriistu ja täpsemaid mõõtmismeetodeid kasutades või mõõtmistingimusi parandades.

Kasutatud allikad:

Tsokos, K. A. “Uncertainties and Errors.” Physics for the IB Diploma. 6th ed. Cambridge: Cambridge UP, 2014. 7-9. Print.

Mõõtmine. Analüüs.

Loe edasi