Warmte

Warmte is de overdracht van kinetische energie van een medium of voorwerp naar een ander, of van een energiebron naar een medium of voorwerp. Deze energieoverdracht kan op drie manieren plaatsvinden: straling, geleiding en convectie.

De standaardeenheid van warmte in het Internationaal Stelsel van Eenheden (SI) is de calorie (cal), die de hoeveelheid energieoverdracht is die nodig is om de temperatuur van één gram zuiver vloeibaar water met één graad Celsius te doen stijgen, mits de watertemperatuur hoger is dan het vriespunt en lager dan het kookpunt. Soms wordt de kilocalorie (kcal) gespecificeerd als eenheid van warmte; 1 kcal = 1000 cal. (Dit is de zogenaamde dieetcalorie.) Minder vaak wordt de Britse thermische eenheid (Btu) gebruikt. Dit is de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van een pond zuiver vloeibaar water met één graad Fahrenheit te doen stijgen.

Een voorbeeld van warmte door straling is het effect van infrarode (IR) energie wanneer deze op een oppervlak valt. IR is een elektromagnetisch veld dat in staat is energie over te brengen van een bron, zoals een open haard, naar een bestemming, zoals de oppervlakken in een kamer. Straling heeft geen tussenliggend medium nodig; het kan door een vacuüm gaan. Het is verantwoordelijk voor de opwarming van de aarde door de zon.

Warmte door geleiding vindt plaats wanneer twee materiële media of voorwerpen in direct contact met elkaar staan, en de temperatuur van de ene hoger is dan die van de andere. De temperaturen hebben de neiging zich aan elkaar gelijk te maken; de warmtegeleiding bestaat dus uit een overdracht van kinetische energie van het warmere medium naar het koelere. Een voorbeeld is de onderdompeling van een gekoeld menselijk lichaam in een heet bad.

Warmte door convectie ontstaat wanneer de beweging van een vloeistof of gas energie overbrengt van een warmer gebied naar een koeler gebied. Een goed voorbeeld van convectie is de tendens van warme lucht om te stijgen en van koele lucht om te dalen, waardoor de luchttemperatuur in een kamer met een hete kachel gelijk wordt. Er wordt aangenomen dat warmteconvectie (samen met geleiding) binnenin de aarde plaatsvindt, waarbij kinetische energie van de binnenkern via de buitenkern en de mantel naar de korst wordt overgebracht. In deze situatie gedragen de buitenkern en de mantel zich gedurende lange perioden als vloeistoffen.

Zie ook de Tabel van Fysische Eenheden.