Hödel

Miksa, ismeretes I. Vilmos császár ellen (Berlinben 1878 máj. 11.) intézett merényletéről. 1878 aug. 16. lefejezték.

Hődr

l. Hodr.

Hőeffektus

l. Fütés és Tüzelőszerek.

Höegh-Guldberg

ove és Frigyes, l. Guldberg.

Hőegyensúly

l. Hő és Hőmérsék.

Hőegység

azon melegmennyiség, mely a 0 °C.-u viz 1 kg.-nyi vagy 1 g.-nyi tömegét 1 °C-ra képes hevíteni; az első melegmennyiséget vagy kaloriának, vagy kilogrammkaloriának nevezik, a másodikat kis kaloriának, vagy grammkaloriának, l. Fütés.

Hőelektromosság

(l. a mellékelt képet), Seebeck 1821. a különböző fémek elektromótoros erejére vonatkozó kutatásai alkalmával felfedezte, hogy azok másodrendü vezetők közbeiktatása nélkül is elektromos áramot adnak. A tünemény okát kutatván, azt találta, hogy ezen esetben a kéz melege volt az áram okozója. További vizsgálatai a következő eredményre vezettek: Ha két fém zárt kört képez és az érintkezési helyek különböző hőmérsékkel birnak, akkor a körben elektromos áram keletkezik. A hőmérsékek csekély differenciája mellett a keletkező áram ugyanazon két fémben ezen differenciával közel arányosan növekedik; nagyobb különbségeknél az arányosság megszünik, sőt egyes esetekben, ha a differencia tovább növekedik, az áram ellenirányuvá is válhatik.

[ÁBRA] 1. ábra. Nobili-féle elemek.

A különböző fémek a galvanizmus elsőrendü vezetőinek módjára feszültségi sorozatba rendezhetők, bár ezen sorozat amazzal nem azonos. Seebeck sorozatának két szélső tagja a bizmut és az antimon. A sorozat valamely két tagja közül azt tekintjük pozitivnek, amelybe a hevített érintési, illetőleg forrasztási helyen át a pozitiv áram folyik, ilyen értelemben a Seebeck-féle sorozatban a bizmut a legszélső negativ, az antimon a legszélső pozitiv fém. A forrasztási helynek hütése a hevítés által okozottal ellenirányu áramot hoz létre. Több fémből álló kombinációk, melyeknek forrasztási helyei különböző hőmérséküek, összes hatása ismeretes, ha az egyes kombinációk hatásai egyenként ismeretesek; oly részek, a melyekben hőmérséki differenciák nincsenek, az összes hatás módosítása nélkül a körből kirekesztetteknek tekinthetők. A fémek anyagában előforduló csekély tisztátalanságok és különbségek a fémek molekuláris szerkezetében azok helyzetét a sorozatban már lényegesen változtathatják. Fémkénegek, melyek hőelektromos áramot adnak, a feszültségi sorozatba illeszkednek.

[ÁBRA] 2. ábra. Nobili-féle termo-oszlop.

Két különböző fémből készült pálca, mely egy-egy végével egymáshoz forrasztva van, egy hőelektromos elemet v. termo-elemet képez; több termo-elem különnemü végeinek összekapcsolása, összeforrasztása által hőelektromos vagy termooszlopot nyerünk. Ilyen a tudományos célokra, sugárzó hőre vonatkozó kutatásokra használt Nobili-féle termo-oszlop. Ennek alkotó eleme egy, végén összeforrasztott antimon- és bizmut-pálca; minden egyes elem szabad antimon vége a szomszéd elem szabad bizmutvégével van összeforrasztva. A pálcák viszonyos fekvését az 1. ábra tünteti fel. A pálcák közötti közök szigetelő anyaggal vannak kitöltve; az egész oszlop alakját a 2. ábra mutatja. A páros számu forrasztások az oszlop egyik oldalán, a páratlan számuak az átellenes oldalon fekszenek s igy az egyik oldalnak melegítése az átellenes oldal hütése egyirányu áramot indít. Ilyen termo-oszlop érzékeny galván mérővel összekapcsolva termomultiplikátornak neveztetik.

[ÁBRA] 3. Markus-féle termo-oszlop.

Gyakorlati célokra is - különösen elektrolitikus bontásokra - többféle hőelektromos oszlop szerkesztetett. Ezek között felemlítendő a Marcus-féle termo-oszlop. Elemének pozitiv fémét antimon-bizmut és cinkötvény képezi. Az összeállított oszlop a 3. ábrában látható tetőszerü alakkal bir. Hevítése az a és b-vel jelölt oldal hosszában égő láng által történik; alsó részei hideg vizzel telt vedrekbe állíthatók. A Noe-féle hőelektromos oszlop elemeit szintén fémötvények képezik. Az egyes elemek radialisan vannak oszloppá összeállítva (4. ábra). Hevítésök egy a középen égő lámpa által eszközöltetik, melynek lángja nem éri közvetlenül a forrasztási helyeket, hanem csak az ezen forrasztásokból kinyuló vaspálcákat, miáltal a tulhevítés és megolvadás veszélye ki van kerülve.

[ÁBRA] 4. ábra. Noe-féle termo-oszlop.

A hütendő forrasztási helyek alsó végeikkel hideg vizre állítható rézlemezekre vannak forrasztva, melyek egyszersmind az oszlop állványát képezik. Waltenhofen szerint egy 128 elemből álló oszloppal 3,2 Siemens belső ellenállás mellett 8 Daniell-elem hatását lehet elérni, ami körülbelül 7-8 Volt feszültségnek és 3 Ohm belső ellenállásnak megfelelne. Waltenhofennek sikerült több ilyen összekapcsolt oszloppal az elektromos fényivet előállítani. Clamond hőelektromos oszlopát első alakjában az 5. ábra tünteti fel.

[ÁBRA] 5. ábra. Clamond-féle termo-oszlop.

Elemei, melyekben a pozitiv fém cink-antimon ötvényből, a negativ ónozott vaslemezből áll, sugarasan csillagalaku gyürükké vannak elrendezve s több ilyen gyürü szigetelten egymás fölé helyezve. Hevítése szintén a középből történik, a külső forrasztások hütése pedig az elemeknek szárnyasan kiálló vékony lemezalaku részeinek a levegőben való hővesztése által eszközöltetik. A 6. ábra egy Clamond által későbben szerkesztett nagyobb hőelektromos oszlopot ábrázol. A belső öntött vasból készült rész az oszlop közepe alatt elhelyezett tüzhelyből eredő lángok vezetésére szolgál. E körül csoportosulnak hengeralakban az igen rövidre szabott elemek; a legkülsőbb nagy felületü lemezekből álló rész a külső forrasztások légáramlás által való hütésére szolgál.

[ÁBRA] 6. ábra. Clamond-féle termo-oszlop.

Ilyen oszloppal szintén sikerült elektromos ivfényt előállítani. Hátrányuk az elektromos oszlopoknak a gyakorlati alkalmazásban az ötvények törékenysége a használattal járó struktura-változások, minek következtében hatásképességök idővel csökken. Ujabban a Gülcher-féle termo-oszlop kezd elterjedni, mely ugy látszik tartósabbnak igérkezik (7. ábra).

[ÁBRA] 7. ábra. Gülcher-féle termo-oszlop.

Ezen oszlop elemeinek pozitiv elektrodjai nikolfémből készültek, csőalakuak és megannyi kis Bunsen-lámpa gyanánt szolgálnak, a negativelektrodok antimont tartalmazó ötvényből állanak s mindegyik a hozzátartozó lámpácska kéményét képezi, miáltal a meleg telhetőleg kihasználtatik. Az elemek sorban egymás mellé vannak helyezve, a hütés nagy felületü lemezek között történő légáramlás által történik. Egy 66 elemből álló oszlop 0,65 Ohm belső ellenállással és közel 4 Volt elektromótoros erővel bir s ennélfogva hatásában körülbelül két Bunsen-elemet pótolhat. A termoelem igen szembetünően mutatja az energia átalakulását, és pedig az eddigiekben leirt tünemények alkalmával a hőnek átalakulását elektromos energiává; de az ellenirányu átalakulás is ugyancsak a hőelektromos elemmel feltüntethető. Ha t. i. egy hőelektromos elemen át áramot vezetünk, akkor a forrasztási helyeken oly hőváltozásokat észlelhetünk, melyek ellentétesek az ugyanoly irányu áram előidézésére szükséges hőváltozásokkal. E tünemény felfedezője után Peltier-féle tüneménynek neveztetik s fontos adatként szerepel az energia megmaradásának elvéhez.

Hőelmélet

A hőtannak két egymástól lényegesen különböző szakaszát szokták ezen névvel megjelölni.

I. A mekanikai hőelmélet (thermodynamique), melynek alapját két tisztán tapasztalati tétel képezi, melyekből a hő természetére vonatkozó bárminemü hipotézis mellőzésével vonhatók le következtetések, ugy hogy a mekanikai H. tisztán tapasztalati alapon áll. A mekanikai H. első főtétele mintegy kiegészítése a mekanika eleven erőről szóló tételének. A mekanika ugyanis azt tanítja, hogy valamely rendszer eleven erejének változása az A helyzettől a B helyzetig egyenlő a rendszerre ható erők munkájával; ha pedig az erőknek van erőfüggvénye, akkor az eleven erő változása s igy a végzett munka is csak a rendszer kezdet és véghelyzetétől függ. A tapasztalat azonban eme tétellel igen sok esetben homlokegyenest ellenkezik. P. elejtünk egy nehéz testet, ugy hogy kezdetsebessége, tehát eleven ereje zérus; miután a test a földre esett, sebessége, tehát eleven ereje ismét zérus; az eleven erő változása tehát a kezdet és véghelyzet között zérus, pedig a nehéz testre ható erő, a nehézség, eközben munkát végzett. Eközben azonban más változás is történt, ha az alakváltozástól el is tekintünk, a test ugyanis felmelegedett, hogy tehát eredeti állapotába visszatérjen, környezetének bizonyos hőmennyiséget kell átadnia. Mialatt a testre ható erők pozitiv munkát végeztek, vagyis a test külső erők ellenében negativ munkát végzett s eredeti állapotába visszatért, környezetének bizonyos hőmennyiséget adott át. Vagy p. dugattyuval elzárt térben viz telített gőzével érintkezik; a vizet felmelegítjük addig, mig a vizgőz feszültsége akkora, hogy a dugattyut eltolva külső erők ellenében pozitiv munkát képes végezni, p. valamely súlyt emelni. Most a vizet és a telített gőzt lehütjük eredeti hőmérsékletére, azután a dugattyut visszatoljuk eredeti állásába, ugy hogy a viz és a telített gőze teljesen visszatér eredeti állásába, eközben a külső erők végeznek pozitiv munkát, a vizgőz tehát negativ munkát végez, mely azonban kisebb mint a dugattyu kitolásakor végzett munka, mivel a vizgőz feszültsége most kisebb. A viz és telített gőze tehát bizonyos változásokon keresztül eredeti állapotába visszatért, u. n. kteljes körfolyamatot végzett, eközben végeredményben pozitiv munkát végzett, mert hisz láttuk, hogy a vizgőz pozitiv munkája nem nagyobb, mint a negativ munkája. Pontosabb vizsgálatnál azonban kitünik, hogy a vizgőz melegítése közben több hőt vett fel, mint amennyit lehütésénél a környezetnek átadott, végeredményben tehát környezetétől bizonyos hőmennyiséget felvett. A tapasztalat általában azt mutatja, hogy valahányszor valamely rendszer bizonyos állapotból kiindulva, bárminő változásokon át eredeti állapotába visszatér s eközben külső erők ellenében pozitiv, illetőleg negativ munkát végez, környezetéből felvesz, illetőleg annak átad bizonyos hőmennyiséget. A rendszer eleven erejének változása helyett hőváltozások lépnek fel, v. amint ezt kifejezni szokták: a munka átalakult hővé. Idevágó mérések azt mutatták, hogy valahányszor a munka átalakul hővé, vagy fordítva, a keletkezett hőmennyiség arányos a munkával és pedig 425 gramméter munka átalakulásánál 1 g. kaloria hőmennyiség keletkezik; mit röviden ugy fejezünk ki, hogy a hő mekanikai equivalense 425. Ha már mostan a munkaegységnek megfelelő hőmennyiséget 1-nek vesszük, akkor kimondhatjuk, hogy zárt körfolyamat esetében a külső erők ellenében végzett munka és a környezetből felvett összes hőmennyiség különbsége zérus (az átadott hőmennyiség mint negativ felvett hőmennyiség veendő). Ebben áll a mekanikai H. első főtétele. A tétel még ugy is kifejezhető, hogy ha valamely test az A állapotból a B állapotba jut, akkor a külső erők ellenében végzett munka és a kivülről felvett hőmennyiség csak a kezdet és véghelyzettől függ s független attól, miképen jutott a test A-ból B-be. Matematikai alakban kifejezve: ha valamely elemi változásnál dL a külső erők ellenében végzett munka, dQ pedig a kivülről felvett hőmennyiség, akkor dL-dQ teljes differenciál, azaz létezik a test állapotát meghatározó adatoktól, az állapotjelzőktől függő U függvény oly módon, hogy dL-dQ = dU; U neve belső energia. A mekanikai H. első főtétele Robert Mayertól származik (1842), ki a gázokra vonatkozó adatokból a hőequivalens értékét ki is számította; direkt meghatározására Joule, Hirn végezték az első klasszikus kisérleteket.

A második főtétel Sadi Carnot-tól származik (1824). Az előbbi példában a vizgőz teljes körfolyamatot végezve, környezetétől, p. a melegítő lángoktól felvett bizonyos hőmennyiséget, a lehütésnél hidegebb környezetének átadott bizonyos hőt, a különbség átalakult munkává s e közben a vizgőz közvetítésével a melegítőből a hütőbe átment bizonyos hőmennyiség; eme példában hőgéppel van dolgunk, mellyel a hő munkává alakítható. A második főtétel Carnot fogalmazásában már most azt mondja, melyet bármely önálló, külső erők által nem támogatott hőgépre nézve lehetetlen, hogy közvetítésével a hidegebb testből melegebbe hő menjen át. Ha a körfolyamat megfordítható, azaz olyan, melyet a test ellenkező irányban is képes végezni, akkor e tétel egyszerü matematikai alakba ölthető. Legcélszerübb oly egyszerü körfolyamatot vizsgálni, melyre minden más megfordítható körfolyamat visszavezethető. Ilyen a Carnot-féle körfolyamat. Nyomjuk össze a testet ugy, hogy környezetének meleget át ne adjon, sem attól fel ne vegyen; az ilyen folyamat adiabatikus-nak neveztetik (p. ha a levegőt üvegcsőben hirtelen összenyomjuk, ugy hogy rosszul vezető környezete az alatt csak elenyésző hőt vesz fel). Azután kiterjesztjük állandó T1 hőmérsékletnél, ez alatt környezetéből felvesz Q1 hőmennyiséget (izotermikus folyamat); azután adiabatikusan kiterjesztjük, mig hőmérséklete egyenlő az eredeti T2 hőmérséklettel; végre izotermikusan összenyomjuk eredeti térfogatára az állandó T2 hőmérsékletnél, ezalatt környezetének átad bizonyos Q2 hőmennyiséget. A második föltételt ezen körfolyamatra alkalmazva, kitünik, hogy [ÁBRA] független a körfolyamatot végző anyag minőségétől s csak ama hőmérsékleti határoktól függ, melyek közt a körfolyamat végbemegy, nevezetesen T1 és T2-től. Ha már most a körfolyamatot tökéletes gáz végzi, melynél az állapotjelzők, nevezetesen a nyomás, térfogat és hőmérséklet közötti összefüggés ismeretes, akkor a számítás azt mutatja, hogy [ÁBRA] (a T-k az abszolut hőmérsékletet jelentik). Az előbb említettek alapján ez bármely anyagra is érvényes. Ha Q2 most ismét felvett hőmennyiséget jelent, akkor az előbbi eredmény igy is irható: [ÁBRA] Bármely megfordítható körfolyamat elemi Carnot-féle körfolyamatokra bontható, ha Q a T hőmérsékletnél beálló elemi változásnál felvett hő, akkor ez esetben [ÁBRA] (Clausius tétele) azaz [ÁBRA] megfordítható körfolyamatoknál teljes differenciál. Ez a második főtétel matematikai fogalmazásban.

Az első és második főtételből a különböző anyagokat és azok állapotát jellemző adatok között számos összefüggés következik. A test állapota ugyanis két független adattal jellemezhető általánosságban. A felvett hőmennyiség a test állapotváltozásától függvén, az is általában két állapotjelzőtől függ, p. a folyadék és vele érintkező telített gőz állapota jellemezhető a hőmérséklet s a telített gőz térfogata által, stb. A külső munka is általánosságban két változótól függ, ugy hogy általánosságban ha x-y két állapotjelző dL-dQ = Xdx+Ydy az első főtétel értelmében a jobb oldal teljes differenciál; ebből X-Y változására bizonyos összefüggés folyik. X-Y-nak mindig van valami határozott fizikai jelentése, ugyszintén az első főtételből levezetett összefüggésnek is, mely kisérletileg ellenőrizhető. Ugyszintén [ÁBRA] a jobb oldal a második főtétel értelmében teljes differenciál, melyből P és R-re szintén bizonyos összefüggés adódik; eme összefüggésnek ismét megvan a maga fizikai jelentősége. Ha ezen összefüggés a tapasztalattal megegyezik, akkor ez az első és második főtétel uj meg uj igazolásait adja.

II. A dinamikai gázelmélet. Emez elmélet alapja azon hipotezis, hogy a testek molekulái heves mozgásban vannak, melyek azonban közvetlenül szemmel észre nem vehetők, hanem bennünk a hőérzetet keltik. A molekulák azonkivül egymásra erőket gyakorolnak, melyek azonban csak igen kicsiny távolságra érezhetők. A gázokban a molekulák egymástól oly távol vannak, hogy mozgásuk tulnyomó nagy része alatt az egymásra gakorolt erők elhanyagolhatók; az egyes molekulák pályája tehát tulnyomó nagy részében egyenes; a molekulák azonban egymásba és az edény falaiba ütközve, pályájuk irányát igen kis idő alatt igen sokszor változtatják. Ezen feltevésből kiindulva a dinamikai gázelmélet a gázoknak első közelítésben egyszerü törvényeit, mint a Mariotte-Gay Lussac, Avogadro, Dalton-féle törvényeket, levezeti (Kroenig, Clausius), valamint a gázok és gőzök eltéréseit emez elemi törvényekből (Clausius, Van der Waals). Folyadékokban a molekulák még szabadon mozoghatnak; egyes molekulák bármely térrészbe eljuthatnak, melybne folyadék van; a molekulák azonban csak igen kis utat futhatnak be, mig mozgásuk, más molekula közelébe jutva, megzavartatik. A szilárd testekben a molekulák nem mozoghatnak már szabadon, hanem csak bizonyos egyensúlyi helyzet körül végezhetik mozgásukat.

Hőérzés

bőrünk azon képessége, hogy midőn hőfoka emelkedik, meleget, midőn leszáll, hideget érzünk (l. Hő és Állati meleg). A hőérzés finomsága a bőrfelület egyes tájain különböző; a meleg vagy hideg vizbe mártott kéz például a hézháton előbb érzi meg a hőváltozást, mint a tenyéroldalán. Ennek oka kiválóan az irhát fedő felhám vastagsága. A felhám igen rossz hővezető, olyan testrészek tehát, melyeket vastag felhámréteg borít, mint a kéz tenyéroldala, kevésbé érzékenyek a hőkülönbség iránt, mint az olyanok, melyeknek igen vékony felhámrétegük van. Ezen kivül azonban az idegvégkészülékek mennyisége valamely bőrrészleten szintén befoly a hőérzés finomságára. Gyakorlat által hőérzőképességünk finomsága tetemesen növelhető. Hőérzőképességünk egyébiránt oly finom, hogy az arcon 0,4-0,2, a tenyéren 0,5-0,4, a kézháton 0,3 °C. a megérezhető legkisebb hőkülönbség.

Höfe

Schwyz svájci kanton járása 33,7 km2 területtel és (1888) 4849 lak. 1358. Ausztriához, 1396. Zürichhez és 1440. Schwyzhez került.


Kezdőlap

˙