Teplo a teplota

Já jsem Anders Celsius, hvězdář z Uppsaly. Celý život jsem měřil a teploměry mě zlobily nejvíc: každý měl jinou stupnici. Tak jsem v roce 1742 navrhl svou. Voda mrzne, voda vře, mezi tím sto dílků. Dnes se jim říká stupně Celsia, zkratka °C. Nula je led, sto je vařící voda, ty máš 37. Přiznám se, že já to měl obráceně, nulu nahoře u varu. Po mé smrti stupnici otočili a je to tak lepší.

Teploměr říká, jak horká věc je. Tomu se říká teplota. Teplo je něco jiného. Teplo je to, co teplotu mění. Přidáš teplo, číslo na stupnici roste. Odebereš teplo, číslo klesá. Jedno je značka na skle, druhé je to, co se značkou hýbe. Většina lidí to plete, a přitom je to rozdíl jako mezi výškou hladiny a vodou, kterou naléváš.

Teď ten hrnek a vana. Hrnek vody je malý, stačí trocha tepla a je horký. Vana je velká, na stejnou teplotu potřebuje mnohem víc tepla, a kohoutek ho dodává pořád stejně rychle. Víc vody, víc tepla na stejné ohřátí. Proto čaj v hrnku vystydne za chvíli a vana zůstane teplá dlouho. Velké věci se pomalu ohřívají i pomalu chladnou. V Laponsku jsem to viděl na vlastní oči: louže zamrzne za jednu noc, velká řeka drží vodu ještě týdny. Louže je hrnek, řeka je vana.

Dvě značky mé stupnice si zapamatuj, jsou pevné. Při 0 °C voda mrzne, při 100 °C vře. Pod nulou je led, nad stovkou pára, uvnitř je voda. Kuchyňský teploměr, ne ten na horečku, ten by praskl, podrž s dospělým v hrnci, kde se voda začíná vařit. Číslo se zastaví u stovky a dál nejde, i když plamen přidáte. Proto jsem tu značku vybral: umí si ji ověřit každý, kdo má hrnec. A ještě jedno pravidlo: teplo jde vždycky z teplejšího do studenějšího, nikdy naopak. Lžička v čaji je za chvíli horká, led v pití taje. Podívej se na obrázek a všimni si, kde na stupnici jsi ty.

V misi ESKEYP: reaktor ponorky Nautilus ohřívá 3 kilogramy vody a má je ohřát o 2 °C. Zámek chce vědět, za kolik sekund. Ohřívač dodá každou sekundu 6 kJ tepla. Kilojoule, zkratka kJ, je porce tepla, jako je kilogram porce mouky. Tuhle jednotku za mého života nikdo neznal, dnes se tak teplo počítá. Ohřát 1 kilogram vody o 1 °C stojí 4 kJ. Tři kilogramy o jeden stupeň: 3 × 4 = 12 kJ. O dva stupně: 24 kJ. Ohřívač dá 6 kJ za sekundu, takže 24 ÷ 6 = 4 sekundy. Odpověď: 4. Změřeno, ne odhadnuto. Tak se to dělá.