Du fyller på energi i jevn takt. Likevel står termometeret bom stille i lange strekk. Energien blir ikke borte i de strekkene — den flytter seg fra én konto til en annen. Modellen viser begge kontoene samtidig.
Klokka går 150× fortere enn i virkeligheten.
Avlesning
Temperatur
-25,0 °C
Tilført energi
0 kJ
Tid siden start
00:00
Tilstand
fast
Energi per grad akkurat nå
2 100 J/°C
Sett i gang varmen, så begynner kurven å tegne seg.
Hvor den tilførte energien tar veien
Bevegelsesenergi — partiklene rister eller farer fortere
0 kJ
Denne kontoen får påfyll når kurven stiger.
Bindingsenergi — partiklene rives fra hverandre
0 kJ
Denne får påfyll når kurven er flat.
Middels bevegelsesenergi per partikkel5,1 · 10⁻²¹ J
Denne følger temperaturen i kelvin — ikke tilført energi. Det er derfor den står bom stille mens du fortsatt fyller på.
Samme spørsmål, større kar
Badekar med lunkent vann
25,1 MJ
150 L · 40 °C
Kopp kokende kaffe
0,099 MJ
0,25 L · 95 °C
Indre energi regnet fra 0 °C, som referansepunkt. Bare differansen har mening — det er hele poenget med at ingenting «har» en absolutt mengde varme.
Bruk modellen slik
Skru på varmen med vann og se på termometeret alene. Første flate strekk kommer ved 0 °C. Effekten står på, tida går, energien renner inn — og temperaturen rikker seg ikke. Still spørsmålet før du ser ned: hvor blir det av energien?
Se så på partikkelboksen i det samme strekket. Gitteret løses opp, én partikkel om gangen. Det er der energien går. Den brukes til å rive partiklene løs fra hverandre, ikke til å få dem til å fare fortere.
Følg måleren nederst i energiregnskapet. Middels bevegelsesenergi per partikkel står stille gjennom hele det flate strekket. Det er den samme størrelsen termometeret måler — derfor er de to stille samtidig.
La den gå videre til 100 °C. Det andre flate strekket er nesten sju ganger så langt som det første. Å koke bort vannet koster over fem ganger så mye som å varme det hele veien fra 0 til 100.
Hold øye med «energi per grad» i avlesninga. På et flatt strekk står det uendelig: du kan fylle på så mye du vil uten at temperaturen rikker seg. Det er den samme opplysningen som det flate strekket, sagt som tall.
Bytt til jern og les det samme tallet. Ett kilo jern trenger 450 J per grad; ett kilo vann trenger 4180. Det er varmekapasitet — ikke en tabellverdi å pugge, men hvor mye energi én grad koster. Sammenlign tallene, ikke stigningen i figuren: x-aksen skalerer om for hvert stoff, så to kurver kan ikke måles mot hverandre med øyet.
Dra opp massen. Kurven får nøyaktig samme form, men strekker seg utover i x-retning, og «energi per grad» vokser i takt. Formen hører til stoffet; lengden hører til mengden.
Klikk hvor som helst i grafen for å hoppe dit. Nyttig når du vil stå stille midt i et flatt strekk og se på boksen.
Til klasserommet: la elevene tegne kurven på forhånd, før de ser modellen. De aller fleste tegner en rett linje fra iskaldt til kokende. Å bomme på den tegningen først er verdt mer enn å få den riktig servert — og den ferdige kurven blir noe de kjenner igjen resten av året.
Verdier: c og spesifikk smelte-/fordampningsvarme er tabellverdier ved 1 atm. Partikkelboksen er en skjematisk modell, ikke en molekyldynamikksimulering — antall partikler og fartsskala er valgt for å være lesbare, ikke for å være riktige.