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Die einzige Art und Weise, in der die spezifische Wärme von Granit einzigartig ist, besteht darin, dass sie sich von a unterscheidet mehr oder weniger stark aus allen anderen Materialien. Das gilt aber für alle Materialien. Die Unterschiede sind manchmal sehr kontraintuitiv.
Spezifische Wärme ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um eine bestimmte Materialmasse um 1 Grad Temperatur zu erhöhen. Sie bleibt über einen weiten Temperaturbereich konstant, vorausgesetzt, der Zustand (fest, flüssig, gasförmig) des Materials ändert sich dabei nicht.
Die Einheiten variieren, werden jedoch in der Wissenschaft normalerweise als Joule / kg angegeben / 1C. Das C kann durch die absolute Kelvin-Temperatur ersetzt werden, aber die Zahlen bleiben gleich. Unter Verwendung dieser Messung sind die Ergebnisse für einige Materialien einschließlich Granit unten aufgeführt. Denken Sie daran, dass das Volumen von 1 kg Wasserstoff sehr groß ist.
Granit 820
Wasser 4.200
Wasserstoff 14.300
Luft 993
Marmor 2.100
Beton 880
Blei 129
Kupfer 385
Es ist intuitiv, dass Granit und Beton sollte ähnlich sein, aber nicht, dass Marmor so viel höher sein sollte als Granit oder Blei so viel niedriger. Dass Granit der Luft ziemlich ähnlich sein sollte, scheint überraschend. Aber es hängt alles mit den Eigenschaften der Molekülbestandteile zusammen.
Antwort
Grundsätzlich wandeln sie die ungeordnete, zufällige Wärmeenergie in Richtungskräfte um: einen Hubkolben, a Drehwelle, Schub eines Raketentriebwerks usw.
Historisch gesehen haben wir vor einiger Zeit Wärmekraftmaschinen – vor allem Dampfmaschinen – gebaut, um ihre Effizienz durch Basteln und Faustregel vor dem brillanten Sadi Carnot abstrahierte ihre Arbeitsweise nach formalen Prinzipien. Dies eröffnete das Studium der Thermodynamik und gab den Ingenieuren Hinweise für bessere Konstruktionen. (Beachten Sie, dass dies bereits in vollem Gange war , bevor wir eine quantitative kinetische Theorie der Wärme hatten – diese zufällig abprallenden Atome / Moleküle – genau wie wir Hebel und andere einfache verwendet hatten Maschinen lange bevor es eine Wissenschaft der Mechanik gab.)
Seitdem hat sich das Konzept der Wärmekraftmaschinen über Geräte hinaus erweitert, die für uns mechanische Arbeit leisten: z. B. können wir sagen, dass die Atmosphäre eine Wärmekraftmaschine ist, die antreibt Globale Zirkulation und Winde, Kreislauf von Wasser in die Atmosphäre und aus der Atmosphäre usw.
Wir können Organismen als Wärmekraftmaschinen betrachten, in denen die Energie der Oxidation, des Sonnenlichts usw. durch lange Kaskaden chemischer Reaktionen fließt und ausgearbeitet wird Mikrostrukturen vor der Herstellung der „Arbeit“ eines sich drehenden bakteriellen Flagellums, eines Baumes, der Wasser von den Wurzeln zu den Blättern hebt, oder Ihrer Muskeln.
Wir können sogar die Berechnung als Wärmekraftmaschine analysieren und das theoretische Minimum von bestimmen Arbeit, die benötigt wird, um ein Relais, einen Transistor oder ein Quantenbit von 0 auf 1 und zurück zu „kippen“ sowie wie groß ein Kühlkörper, ein Wärmerohr, ein Kühlflüssigkeitskreislauf, ein Lüfter oder ein anderes Gerät ist, um zu verhindern, dass der Mikroprozessor, der diese Worte vor Sie stellt, schmilzt.)
Wärmekraftmaschinen: Sie Es geht nicht mehr nur darum, Wasser aus Kohlengruben zu pumpen!