Różnica między temperaturą a energią cieplną

Jaka jest temperatura?

Temperatura jest właściwością fizyczną, charakteryzującą średnią energię kinetyczną cząstek układu makroskopowego w równowadze termodynamicznej. Jest to właściwość sprawy, która określa koncepcje ciepłego i zimnego. Cieplejsze ciała mają wyższą temperaturę niż chłodniejsze.

Temperatura odgrywa ważną rolę we wszystkich obszarach nauk przyrodniczych - fizyki, geologii, chemii, nauk atmosferycznych i biologii. Wiele fizycznych właściwości substancji, w tym faza stała, cieczowa, gazowa lub plazma, gęstość, rozpuszczalność, ciśnienie pary i przewodność elektryczna, zależy od temperatury. Temperatura odgrywa również ważną rolę w określaniu prędkości i zakresu reakcji chemicznych.

Ilościowo temperatura jest mierzona za pomocą termometrów. Obecnie w nauce i branży są obecnie stosowane trzy skale temperaturowe. Dwa z nich znajdują się w systemie SI - skale Celsjusza i Kelvina. Skala Fahrenheita jest używana głównie w Stanach Zjednoczonych.

Kiedy dwa ciała o różnych temperaturach są w kontakcie, odbywa się między nimi wymiana ciepła, powodując ochłodzenie cieplejszego ciała, a chłodniejsze ciało się ogrzewa. Wymiana ciepła zatrzymuje się, gdy ciała stają się w równej temperaturze. Następnie między nimi ustalono równowagę termiczną.

Temperatura jest miarą intensywności ruchu cieplnego cząstek. Ruch Browna staje się bardziej intensywny, gdy temperatura rośnie. Dyfuzja występuje również szybciej w wyższych temperaturach. Przykłady te pokazują, że temperatura jest bezpośrednio związana z chaotycznym ruchem elementów strukturalnych. Cząstki podgrzewanych ciał mają wyższą energię kinetyczną - poruszają się bardziej intensywnie. W kontakcie cząstki ciała o wyższej temperaturze dają część ich energii kinetycznej do cząstek chłodniejszego ciała. Proces ten trwa, aż intensywność ruchu cząstek w dwóch ciałach stanie się równa. Zjawiska cieplne są zatem związane z chaotycznym ruchem elementów strukturalnych, dlatego ten ruch nazywa się termicznie.

Ze względu na chaotyczną naturę ruchu termicznego cząstki mają różnorodne energie kinetyczne. Wraz ze wzrostem temperatury rośnie liczba cząstek o większej energii kinetycznej, i.mi., Ruch cieplny staje się bardziej intensywny.

Gdy temperatura zmniejsza się, zmniejsza się intensywność ruchu termicznego. Temperatura, w której kończy się ruch termiczny cząstek, nazywa się bezwzględną zero. Bezwzględne zero w skali Celsjusza odpowiada temperaturze -273.16 ° C.

Co to jest energia cieplna?

Energia jest właściwością fizyczną, która charakteryzuje zdolność systemu do zmiany stanu środowiska lub wykonywania pracy. Można go przypisać dowolnej cząsteczce, obiektu lub systemu. Istnieją różne formy energii, które często noszą nazwę odpowiedniej siły.

Całkowita energia kinetyczna elementów strukturalnych układu (atomy, cząsteczki, naładowane cząstki) nazywa się energią cieplną. Jest to forma energii związanej z ruchem elementów strukturalnych, które składają się na system.

Wraz ze wzrostem temperatury ciała wzrost energii kinetycznej elementów strukturalnych. Wraz ze wzrostem energii kinetycznej energia cieplna organizmu wzrasta. Dlatego energia cieplna ciał wzrasta wraz ze wzrostem ich temperatury.

Energia cieplna zależy od masy ciała. Weźmy na przykład filiżankę wody i jezioro o tej samej temperaturze. Przy tej samej temperaturze wody średnia energia kinetyczna cząsteczek jest taka sama. Ale w jeziorze ilość cząsteczek i odpowiednio energia cieplna wody jest znacznie większa.

Przenoszenie energii cieplnej występuje, gdy istnieje gradient temperatury w systemie materii ciągłej. Energia cieplna może być przenoszona przez przewodnictwo, konwekcję i promieniowanie. Jest przenoszony z części korpusu (lub układu) o wyższej temperaturze do części, w których temperatura jest niższa. Proces trwa do momentu, gdy temperatura w ciele (lub układu) będzie równa.

Energia cieplna jest w rzeczywistości energią kinetyczną elementów strukturalnych materii. Przewodność cieplna jest odpowiednio przeniesieniem tej energii kinetycznej i występuje w chaotycznych zderzeniach cząstek.

W zależności od ich zdolności do łatwego ruchu energii cieplnej substancje są podzielone na przewody i izolatory. Przewodnicy (e.G. metale) umożliwiają łatwy ruch energii cieplnej przez nich, podczas gdy izolatory (e.G. plastik) Nie pozwól na to.

Prawie każdy transfer energii jest związany z uwalnianiem energii cieplnej.

Jednostką pomiaru energii cieplnej w systemie SI jest Joule (J). Inną często używaną jednostką jest kaloria. Energia cieplna odpowiadająca energii w temperaturze 1 K wynosi 1380 × 10^-23 J.

Różnica między temperaturą a energią cieplną

1. Definicja

Temperatura: Średnia energia kinetyczna elementów strukturalnych układu (atomy, cząsteczki, naładowane cząstki) nazywa się temperaturą.

Energia cieplna: Całkowita energia kinetyczna elementów strukturalnych systemu nazywa się energią cieplną.

2. Wartości

Temperatura: Temperatura może być dodatnia i ujemna.

Energia cieplna: Energia cieplna zawsze ma wartości dodatnie.

3. Jednostki miary

Temperatura: Temperatura mierzona jest w Celsjuszu, Kelvina i Fahrenheicie.

Energia cieplna: Energia cieplna jest mierzona w Joule i Kalorie.

4. Zależność ilościowa

Temperatura: Temperatura nie zależy od ilości substancji - jest związana ze średnią energią kinetyczną cząstek.

Energia cieplna: Energia cieplna zależy od ilości substancji - jest to związane z całkowitą energią kinetyczną cząstek.

Temperatura vs energia cieplna: wykres porównawczy

Podsumowanie temperatury a energii cieplnej

• Średnia energia kinetyczna elementów strukturalnych układu (atomy, cząsteczki, naładowane cząstki) nazywa się temperaturą.
• Całkowita energia kinetyczna elementów strukturalnych systemu nazywa się energią cieplną.
• Temperatura może być dodatnia lub ujemna, podczas gdy energia cieplna zawsze ma wartości dodatnie.
• Temperatura mierzona jest w Celsjuszu, Kelvina i Fahrenheicie. Energia cieplna jest mierzona w Joule i Kalorie.
• Temperatura nie zależy od ilości substancji - jest związana ze średnią energią kinetyczną cząstek.
• Energia cieplna zależy od ilości substancji - jest to związane z całkowitą energią kinetyczną cząstek.