Існує багато способів виявити тепло. Вибір методу залежить від джерела тепла; наприклад, виявляти тепло повітря не однаково, ніж вогонь або предмет у просторі.
Ми всі відчуваємо різний рівень тепла. Наша шкіра є хорошим детектором тепла, який дозволяє нам інтерпретувати середній молекулярний рух в об’єкті як відчуття холоду або тепла. Але наша шкіра не завжди дає нам послідовні вимірювання тепла.
Для цього нам потрібні спеціальні прилади, які можуть точно вимірювати тепло, наприклад, термометр. Для отримання кількісної міри середнього руху молекул у речовині використовуються термометри та інші прилади для вимірювання температури. Вони призначають цьому середньому молекулярному рухові число градусів, яке ми називаємо температурою.
Всі ми використовували термометри для вимірювання тепла, але іноді нам потрібно вимірювати його там, де ми не можемо помістити градусник, наприклад, у космос, в розплавлені метали та в гарячі вогні. У цих ситуаціях нам потрібні прилади, які дозволяють вимірювати тепло, не торкаючись джерела живлення. Ці прилади вимірюють теплове випромінювання, яке випромінює джерело тепла. Прикладами таких типів є інфрачервоні камери та детектори.
Інфрачервоний детекторний масив для вимірювання тепла від предметів у космосі. | Зовнішній термометр для вимірювання середньої теплової енергії в повітрі. | Інфрачервона теплова камера для зйомки тепла. |
У метричній системі тепло вимірюється в одиницях, що називаються джоулями, в британській - в британських теплових одиницях (BTU). Тепло також можна виміряти калоріями.
Одиниця Хуліо була названа на честь англійського фізика Джеймса Прескотта Джоуля (1818 - 1889), першовідкривача, що тепло є видом енергії.
Експеримент Джоуля був дуже важливим, оскільки він показав, що ми можемо нагрівати воду, не використовуючи вогонь. У мисці з водою і за допомогою термометра для перевірки її температури Джоул енергійно повернув млинок. Через деякий час він помітив, що температура води зростає. Повторивши експеримент багато разів, він дійшов висновку, що для підвищення температури грама грама води на один градус Цельсія потрібно 4,19 джоуля роботи.
Один BTU - це кількість тепла, необхідна для підвищення температури фунта води на один градус за Фаренгейтом.
1 BTU = 1000 Джоулів
Калорія - це кількість тепла, необхідна для підвищення температури грама грама води на один градус Цельсія.
1 калорія (кал) = 4186 джоулів
Цукерка містить 150 калорій на порцію, а кожна цукерка має дві порції. Скільки у нього джоулів?