Wij hebben slechts één woord woor de gewaarwording van warmte en voor den physischen toestand der lichamen, die ze teweegbrengt. Lichamen, welke ons die gewaarwording geven, vertoonen bepaalde verschijnselen: uitzetting, smelten, koken enz.
Deze verschijnselen worden met behulp van bepaalde begrippen — temperatuur, warmtehoeveelheid enz. — in de natuurkunde beschreven en door ze te verbinden met het getal-begrip als natuurkundige grootheden met elkander in betrekking gebracht. Een lichaam kan in verschillende mate in den toestand verkeeren, die tot warmte-verschijnselen aanleiding geeft. Dit heet een verschil in warmtegraad of temperatuur. Door verwarming zetten de lichamen zich onafgebroken uit. Dit verschijnsel gebruikt men voor ’t bepalen van temperatuurverschillen. De laatste vereffenen zich bij aanraking der lichamen.
Heeft bij zulk een aanraking geen vereffening plaats — wat zich openbaart in het niet veranderen der volumen — dan hebben de lichamen dezelfde temperatuur. Men gebruikt voor deze bepalingen thermometers en pyrometers. De meest gebruikelijke is de kwikthermometer; de meest nauwkeurige, die welke op de uitzetting der lucht berust. De eerste heeft twee vaste punten, het smeltpunt van ijs en het kookpunt van water. Met het honderdste gedeelte van dit temperatuurverschil — de Celsius graad — worden de temperatuurverschillen aangegeven. Het absolute nulpunt ligt bij — 273°. Neemt men dit als beginpunt van telling, dan kunnen de wetten van Boyle en Gay-Lussac eenvoudiger geformuleerd worden. Verschil in temperatuur is te vergelijken met verschil in druk bij gassen, verschil in potentiaal bij de eleetriciteit, met verschil in hoogte bij stofmassa’s.Het geeft aanleiding tot verplaatsing van warmte. Men meet de warmte ook naar de hoeveelheid. Als eenheid gebruikt men de calorie. Men heeft groote, middelsoort en kleine caloriën, die resp. 1 K.G., 100 gr. en 1 gr. water van 0° op 1° brengen. De calorie is een arbeids-grootheid, niet te vergelijken met de massa van een lichaam of met de hoeveelheid eleetriciteit; zij heeft een arbeidsaequivalent, wat met de laatste twee niet het geval is. Het bepalen der warmtehoeveelheden, die lichamen opnemen of afgeven moeten, om bepaalde toestandsveranderingen te ondergaan, noemt men calorimetrie. De metalen bak met thermometer en roerstaaf, daarbij gebruikt, heet calorimeter. De hoeveelheid warmte, die 1 gr. water van 0° op 1° brengt, verhoogt de temperatuur van 1 gr. kwik van 0° op omstreeks 30°. De hoeveelheid warmte, noodig om 1 gr. van een lichaam van 0° op 1° te brengen, heet de soortelijke warmte. Het aantal caloriën, dat een lichaam noodig heeft voor die temperatuursverhooging, heet zijn warmte-capaciteit. Bij een bepaalde temperatuur, van de drukking afhankelijk, — het smeltpunt — gaan vaste lichamen over in den vloeibaren staat.
De temperatuur blijft gedurende het smelten constant. Er wordt in ’t algemeen warmte opgenomen, die als zoodanig verdwijnt en gebruikt wordt voor uitwendigen arbeid en voor den inwendigen, die vereischt wordt, om de moleculen over te brengen in den nieuwen toestand van den vloeibaren staat. Vloeistoffen gaan door aanvoer van warmte allengs in damp over. Geschiedt dit alleen aan de oppervlakte, dan heet het verdampen en geschiedt bij elke temperatuur en elke drukking. Heeft het overal in de vloeistof plaats en ontstaan dampen met een drukking gelijk aan de som van het gewicht der bovenstaande vloeistof en van de drukking op de oppervlakte, dan heet het lco"ken en de temperatuur het kookpunt. Water kookt bij 760 m.M. kwikdruk bij 100° en neemt daarbij 537 cal. op ter bestrijding van den arbeid voor de dampvorming vereischt.
Dit is de verdampingswarmte. Van de afkoeling door verdamping maakt men gebruik voor het maken van ijs (toestel van Carré). Het kookpunt is afhankelijk van de drukking. Onverzadigde dampen volgen de wetten van Boyle en Gay-Lussac; de verzadigde niet. De drukking der laatste hangt, voor een bepaalde stof, alleen af van de temperatuur en wordt uit tabellen afgelezen. Warmte heeft ook een mechanische beteekenis. Zij' vertegenwoordigt arbeidsvermogen; zij verricht arbeid o. a. in de stoommachines. Het mechanisch aequivalent van de warmte-eenheid is o. a. door Joule bepaald en bedraagt 425 arbeidseenheden (kilogr.meters) voor elke groote calorie.
Bij elke omzetting van warmte in arbeid door een kringproces volgens Carnot daalt de temperatuur van het niet-omgezette gedeelte. Het breukdeel der warmte, dat zoo in arbeid kan o ver gaan, wordt bepaald door het verschil in temperatuur tusschen stoomketel en condensor. Alleen dan, als de laatste op het absolute nulpunt was, ware zoo de omzetting volledig. Warmte kan niet van zelf overgaan van lagere temperatuur tot hoogere. Dit is de inhoud der tweede wet van het arbeidsvermogen. Warmte kan zich voortplanten door straling en door geleiding. Het eerste geschiedt met de snelheid van het licht ook door het luchtledige; het laatste gaat langzaam in de weegbare stof van het eene deeltje op het andere.
Metalen zijn goede warmtegeleiders. Van slechte warmtegeleiders maakt men o. a. gebruik tot het opvullen van de ruimten tusschen de wanden van brandkasten. De theorieën aangaande het wezen der warmte hebben op verre na niet de volkomenheid bereikt van die betreffende het licht. Tot op het einde der 18de eeuw hield men warmte algemeen voor een onweegbare stof, die van het eene lichaam op het andere overging, hoewel Lavoisier ook reeds sprak van warmte als bewegingstoestand der moleculen. Black heeft, van de stofvoorstelling uitgaande, een veel juistere voorstelling gegeven van de smeltingsverschijnselen en van de soortelijke warmte. Carnot heeft eerst in zijn laatste geschriften dit standpunt tot zekere hoogte verlaten.
Het aan het licht komen van het mechanische karakter der warmte — het ontstaan van warmte door wrijving enz. — deed de stoftheorie vervangen door de opvatting, dat warmte een bewegingstoestand is van de moleculen der weegbare stof en van den ether. Zij draagt den naam van de mechanische theorie der warmte en is voornamelijk door Clausius, Boltzmann en v. d. Waals ontwikkeld. Het ontstaan van warmte door wrijven, stoeten, botsen is dan de omzetting van de beweging van groote massa’s in die der moleculen, welke aan de waarneming ontsnapt. Het uitstralen van warmte is de overgang van beweging der lichaamsmoleculen in die van de etherdeeltjes. In den vorm van zulke ethertrillingen ontvangen wij als stralende warmte dagelijks van de zon het arbeidsvermogen, waaraan per slot van rekening alle organisch leven op aarde gebonden is.
Een andere groep van natuurkundigen, waaronder Ostwald en Mach, willen van een mechanische theorie der warmte niets hooren. Volgens hen behoort men zich te onthouden van elke voorstelling aangaande het wezen der warmte en op de warmte als vorm van arbeidsvermogen alleen de beide hoofdwetten toe te passen. De wetenschap, die zich bezig houdt met de theoretische en wiskundige beschouwing der warmteverschijnselen, heet de thermodynamica.
Dierlijke warmte
ook wel eigen warmte genoemd. In het lichaam van alle dieren wordt ten gevolge van de voeding en de stofwisseling warmte gevormd. Deze wordt bij enkele diersoorten weder voor een groot gedeelte aan de omgeving afgestaan, zoodat hun lichaamstemperatuur maar weinig (1—2° C.) met de omgeving verschilt. Zulke dieren noemt men koudbloedige dieren. Bij andere soorten: blijft de lichaamswarmte gewoonlijk ongeveer dezelfde voor elk individu, dat onder normale omstandigheden leeft. Die temperatuur is dan in den regel hooger (12—20° C.) dan die der omgeving.
Zulke dieren heeten warmbloedige dieren. Daartoe behoort ook de mensch, wiens lichaamswarmte gemiddeld op 37,3° kan worden gesteld. Jonge kinderen en grijsaards hebben gewoonlijk eenige tiende deelen van graden hoogere lichaamswarmte. Men kan eene regelmatige verandering dier warmte bij den mensch, gedurende den loop van een etmaal waarnemen, die evenwel duidelijk samenhangt met de opname van voedsel, met rust, beweging en andere omstandigheden, ’s Nachts* tegen 1 a 2 ure is zij het laagst (36,3°— 36.8° C.); in den voormiddag stijgt zij (37°— 37.4° C.), cm gedurende eenige uren constant te blijven, maar in den namiddag nog iets hooger (37,3°—37,6 C.) te worden en daarna weder langzaam te dalen. De bepaling van den warmtegraad van het lichaam geschiedt met een koortsthermometer (zie ald.). Het hangt af van de plaats, waar die thermometer op het lichaam wordt aangewend, of men eene eenigszins hoogere of lagere aanwijzing krijgt.
Wordt de thermometer in de hand genomen, dan vindt men eene lagere temperatuur danwanneer het instrument in de okselholte wordt geplaatst en de arm wordt aangedrukt. In de mondholte gehouden is de aanwijzing nog hooger, evenals dat het geval is, wanneer de warmtegraad in den anus wordt bepaald. Ook de inwendige warmtegraad der verschillende organen is niet overal dezelfde. De lever vertoont een hoogere warmte dan de darmen.. Het bloed dat uit het hart naar de longen stroomt is warmer dan het bloed, dat uit de longen stroomt (zie bloedsomloop); organen, die in werkzaamheid verkeeren, zooals spieren en klieren, hebben een grootere warmte dan wanneer zij in rust zijn, De bepaling van de warmte in zulke organen gedurende het leven geschiedt meestal niet met den gewonen thermometer, maar door het meten van den
electrischen stroom, welke door de warmte wordt opgewekt.
Bij plaatselijke ontstekingen wordt de lichaamswarmte in en bij de ontstoken gedeelten van het lichaam verhoogd, wat men reeds door het gevoel kan waarnemen. Bij koortsen is de temperatuur van het geheele lichaam hooger dan gewoonlijk (zie Koorts). Men kan eene stijging der lichaamswarmte tot ongeveer 43° C. als levensgevaarlijk beschouwen, evenals dat het geval is met eene daling tot 33° C. ^
De hoofdbron der warmte bij de stofwisseling is de oxydatie, dus de verbinding van de bestanddeelen met zuurstof. De zoo gevormde warmte wordt naar buiten afgegeven aan de omgevende lucht door de huid en door de longen, waarbij de verdamping van het water een rol speelt en ook de overgang van het koolzuur uit het bloed in gasvormigen toestand naar de lucht, die door de longen wordt uitgeoefend. Bij alle bewegingen, bij de spijsvertering en bij de afscheidingen door de klieren wordt warmte verbruikt.
Niet alle warmbloedige dieren hebben dezelfde lichaamswarmte. Zij verschilt naar de dierklassen. Bij de zoogdieren bedraagt zij van 36°—40° C., maar is voor elke soort van die dieren ongeveer gelijk. De vogels hebben een hoogeren graad van lichaamswarmte, die voor de soorten verschilt van 41°—44° C.
