Fysiikka 2

Fysiikkaa on vaikea tehdä tai edes kunnolla hahmottaa ilman lämpöopin tuntemusta. Sellaiset lämpöopin suureet kuten lämpötila, energia tai teho ovat läsnä niin monissa ilmiöissä, että niiden sisäistäminen on välttämätöntä.

Lämpöoppi kuvaa aivan erityisesti sellaisia systeemejä, jotka koostuvat monista rakenneosasista. Esimerkiksi kaasulla täytetyssä ilmapallossa on niin paljon kaasumolekyylejä, että sen mallintaminen näiden osasten kautta mikrotasolla on käytännössä lähes mahdotonta. Makroskooppinen kuvaus tilavuuden, lämpötilan ja paineenavulla sen sijaan onnistuu oikein hyvin.

Energian käsite on lämpöopin ilmiöiden keskiössä. Energiaa muuttuu muodosta toiseen, mutta sen kokonaismäärä säilyy aina. Auringon tai polttoaineiden energiaa käytetään kotien lämmitykseen ja älypuhelinten lataamiseen. Vedenkeitin käyttää sähköenergiaa veden lämmittämiseen ja kytkeytyy pois päältä ennen kuin energiaa tuhlaantuu veden höyrystämiseen.

Energiankäyttömme on jatkuvassa kasvussa ja tästä seuraa monia uhkakuvia, näkyvimpänä niistä ilmastonmuutos. Poltamme ilmastoamme lämmittäviä fossiilisia polttoaineita sellaisella tahdilla, että sekä ihmisellä että muulla luonnolla on vaikeuksia sopeutua muuttuvaan tilanteeseen.

Jotta nykyisillä ja tulevilla sukupolvilla olisi mahdollisimman hyvät edellytykset hyvään elämään, täytyy meidän osata arvioida,kehittää ja mukauttaa sekä energiantuotantotapojamme että energiankulutustamme. Näiden kysymysten käsittely ja niistä keskustelu edellyttää lämpöopin perusperiaatteiden tuntemusta.

Tapio Salminen, FT