Soojus
|
See artikkel räägib füüsika mõistest, energeetika mõiste kohta vaata artiklit Soojusenergia. |
Soojus on energia ülekandumise vorm, mille füüsikaline alus on aineosakeste (molekulide, aatomite, elektronide) korrapäratus liikumises ja omavahelistes põrkumistes kätketud energia. Sellise soojusliikumise intensiivsust iseloomustab temperatuur. Mida kiiremini osakesed liiguvad, seda suurem on nende liikumisenergia ja seda kõrgem on temperatuur.
Soojusvahetuse protsessis ülekanduva energia hulka väljendav füüsikaline suurus on soojushulk (mõõtühik džaul). Soojus võib üle kanduda soojusjuhtivuse, konvektsiooni ja kiirguse teel.
Termodünaamikas on soojus protsess, mille käigus keha kui süsteemi siseenergia muutub. Siseenergia muutus on termodünaamika esimese seaduse kohaselt võrdne juurde antava soojushulga ja süsteemiga seotud töö summaga. Vastavalt on juurde antav soojushulk võrdne siseenergia juurdekasvu ja sooritatud töö vahega: . Kui palju energiat tegelikult üle kantakse, sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust ja protsessi olemusest (töö ja soojuse vahekorrast ülekandeprotsessis). Töö on seejuures vaadeldav kui üle kanduva energia see osa, mis on seotud süsteemiväliste parameetrite muutusega, näiteks gaasi mahu vähenemisega selle kokkusurumisel.
Soojusvahetuse käigus annab üks termodünaamiline süsteem soojust või tööd ära täpselt nii palju kui teine juurde saab. Seejuures on töö ja siseenergia muutused mõlemas süsteemis väärtuselt ühesuurused, kuid märgilt vastupidised. Soojus kandub alati kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale, kusjuures kehade temperatuurivahe väheneb.
Termodünaamika vaatekohast ei saa keha sisaldada soojust kui energiat, küll aga võib keha energiat soojusena juurde saada või ära anda; seepärast on soojusenergia asemel õigem rääkida soojusest. Siiski on soojusenergia mõiste kasutusel energeetikas kui kütuse põletamisel saadav energiavarude liik näiteks tuule-, vee- ja päikeseenergia kõrval, samuti energiamajanduses, kus soojusenergiat käsitletakse kaubana.