Beste antwoord
De enige manier waarop de soortelijke warmte van graniet uniek is, is dat deze verschilt tot een in meer of mindere mate van alle andere materialen. Maar dat geldt voor alle materialen. De verschillen zijn soms nogal contra-intuïtief.
Specifieke warmte is de hoeveelheid warmte die nodig is om een bepaalde massa materiaal met 1 graad temperatuur te verhogen. Het blijft constant over een breed temperatuurbereik, op voorwaarde dat de toestand (vast, vloeibaar, gas) van het materiaal tijdens het proces niet verandert.
De eenheden variëren, maar in de wetenschap wordt het meestal gegeven als Joules / Kg / 1C. De C kan worden vervangen door de absolute Kelvin-temperatuur, maar de cijfers blijven hetzelfde. Met behulp van die meting staan de resultaten voor een paar materialen, waaronder graniet, hieronder. Houd er rekening mee dat het volume van 1 kg waterstof enorm is.
Graniet 820
Water 4.200
Waterstof 14.300
Lucht 993
Marmer 2.100
Concrete 880
Lood 129
Koper 385
Het is intuïtief dat graniet en beton zou vergelijkbaar moeten zijn, maar niet dat marmer zoveel hoger moet zijn dan graniet of lood zo veel lager. Dat graniet veel op lucht lijkt, lijkt verrassend. Maar het heeft allemaal te maken met de eigenschappen van de samenstellende moleculen.
Antwoord
Fundamenteel, dat ze de ongeordende, willekeurige energie van warmte omzetten in richtingskrachten: een heen en weer bewegende zuiger, een draaiende as, de stuwkracht van een raketmotor, enz.
Historisch gezien bouwden we een hele tijd warmtemotoren – de beroemdste stoommachines -, waarbij we hun efficiëntie verbeterden door te sleutelen en vuistregels, voordat de briljante Sadi Carnot abstraheren hun werking volgens formele principes. Dat was zowel het begin van de studie van de thermodynamica als voor ingenieurs bij het maken van betere ontwerpen. (Merk op dat dit goed aan de gang was voordat we een kwantitatieve kinetische theorie van warmte hadden – die willekeurig stuiterende atomen / moleculen – net zoals we hefbomen en andere eenvoudige machines lang voordat er een mechanica-wetenschap was.)
Sindsdien is het concept van warmtemotoren verder gegaan dan apparaten die mechanisch werk voor ons doen: we kunnen bijvoorbeeld zeggen dat de atmosfeer een warmtemotor is die globale circulatie en winden, water in en uit de atmosfeer laten circuleren, enz.
We kunnen organismen zien als warmtemotoren waarin de energie van oxidatie, zonlicht, enz. door lange cascades van chemische reacties gaat en ingewikkelde microstructuren voordat we het werk produceren van een ronddraaiend bacterieel flagellum, van een boom die water van wortels naar bladeren opvoert, of van je spieren.
We kunnen zelfs berekeningen analyseren als een warmtemotor, waarbij we het theoretische minimum van werk dat nodig is om een relais, een transistor of een kwantumbit te “spiegelen” van 0 naar 1 en terug … zo en hoe groot een koellichaam, warmtepijp, koelvloeistoflus, ventilator of ander apparaat nodig is om te voorkomen dat de microprocessor die deze woorden voor je plaatst, smelt.)
Warmtemotoren: ze zijn niet alleen om water uit kolenmijnen te pompen!