Какво е температура?

Температурата е физическо свойство, характеризиращо средната кинетична енергия на частиците от макроскопична система в термодинамично равновесие. Това е свойство на материята, което определя количествено понятията за топло и студено. По -топлите тела имат по -висока температура от по -хладните.

Температурата играе важна роля във всички области на естествените науки - физика, геология, химия, атмосферни науки и биология. Много от физичните свойства на веществата, включително твърдата, течната, газообразната или плазмената фаза, плътността, разтворимостта, налягането на парите и електрическата проводимост, зависят от температурата. Температурата също играе важна роля при определянето на скоростта и обхвата на химичните реакции.

Количествено температурата се измерва с термометри. В момента в науката и промишлеността се използват три температурни скали. Две от тях са на системата SI - скалата на Целзий и Келвин. Скалата по Фаренхайт се използва главно в САЩ.

Когато две тела с различни температури влязат в контакт, между тях се осъществява топлообмен, което води до охлаждане на по -топлото тяло и на по -хладното тяло. Топлообменът спира, когато телата станат с еднаква температура. След това между тях се установява топлинно равновесие.

Температурата е мярка за интензивността на топлинното движение на частиците. Движението на Браун става по -интензивно, когато температурата се повиши. Дифузията също се случва по -бързо при по -високи температури. Тези примери показват, че температурата е пряко свързана с хаотичното движение на структурните елементи. Частиците на нагрятите тела имат по -висока кинетична енергия - те се движат по -интензивно. При контакт частиците на тялото с по -висока температура отдават част от своята кинетична енергия на частиците от по -хладното тяло. Този процес продължава, докато интензивността на движението на частиците в двете тела стане равна. Следователно топлинните явления са свързани с хаотичното движение на структурните елементи, поради което това движение се нарича термично.

Поради хаотичния характер на топлинното движение, частиците имат разнообразна кинетична енергия. С повишаване на температурата се увеличава броят на частиците, които имат по -голяма кинетична енергия, т.е. движението на топлината става по -интензивно.

При понижаване на температурата интензитетът на топлинното движение намалява. Температурата, при която термичното движение на частиците се прекратява, се нарича абсолютна нула. Абсолютната нула по скалата на Целзий съответства на температура от -273,16 ° C.

Какво е топлинна енергия?

Енергията е физическо свойство, което характеризира способността на системата да променя състоянието на околната среда или да извършва работа. Тя може да бъде приписана на всяка частица, обект или система. Има различни форми на енергия, които често носят името на съответната сила.

Общата кинетична енергия на структурните елементи на системата (атоми, молекули, заредени частици) се нарича топлинна енергия. Това е форма на енергия, свързана с движението на структурните елементи, които изграждат системата.

С повишаване на температурата на тялото кинетичната енергия на структурните елементи се увеличава. С увеличаването на кинетичната енергия топлинната енергия на тялото се увеличава. Следователно топлинната енергия на телата се увеличава с увеличаването на тяхната температура.

Топлинната енергия зависи от телесната маса. Да вземем например чаша вода и езеро със същата температура. При същата температура на водата средната кинетична енергия на молекулите е еднаква. Но в езерото количеството на молекулите и съответно топлинната енергия на водата са значително по -големи.

Прехвърлянето на топлинна енергия се случва винаги, когато съществува температурен градиент в система от непрекъсната материя. Топлинната енергия може да се предава чрез проводимост, конвекция и радиация. Той се предава от частите на тяло (или система) с по -висока температура към частите, където температурата е по -ниска. Процесът продължава, докато температурата в тялото (или системата) се изравни.

Топлинната енергия всъщност е кинетичната енергия на структурните елементи на материята. Топлинната проводимост съответно е пренос на тази кинетична енергия и възниква при хаотичните сблъсъци на частици.

В зависимост от способността им да позволяват лесно движение на топлинната енергия, веществата се разделят на проводници и изолатори. Проводниците (например метали) позволяват лесно преместване на топлинната енергия през тях, докато изолаторите (например пластмаса) не го позволяват.

Почти всеки трансфер на енергия е свързан с освобождаването на топлинна енергия.

Единицата за измерване на топлинна енергия в системата SI е Джоул (J). Друга често използвана единица е Калория. Топлинната енергия, съответстваща на енергията при температура 1 K, е 1380 × 10 ^-23 J.

Разлика между температурата и топлинната енергия

1. Определение

Температура: Средната кинетична енергия на структурните елементи на системата (атоми, молекули, заредени частици) се нарича температура.

Топлинна енергия: Общата кинетична енергия на структурните елементи на системата се нарича топлинна енергия.

2. Стойности

Температура: Температурата може да бъде положителна и отрицателна.

Топлинна енергия: Топлинната енергия винаги има положителни стойности.

3. Мерни единици

Температура: Температурата се измерва в Целзий, Келвин и Фаренхайт.

Топлинна енергия: Топлинната енергия се измерва в джаули и калории.

4. Количествена зависимост

Температура: Температурата не зависи от количеството на веществото - тя е свързана със средната кинетична енергия на частиците.

Топлинна енергия: Топлинната енергия зависи от количеството на веществото - тя е свързана с общата кинетична енергия на частиците.

Температура срещу топлинна енергия: Сравнителна таблица

Обобщение на температурата срещу топлинната енергия

• Средната кинетична енергия на структурните елементи на системата (атоми, молекули, заредени частици) се нарича температура.
• Общата кинетична енергия на структурните елементи на системата се нарича топлинна енергия.
• Температурата може да бъде положителна или отрицателна, докато топлинната енергия винаги има положителни стойности.
• Температурата се измерва в Целзий, Келвин и Фаренхайт. Топлинната енергия се измерва в джаули и калории.
• Температурата не зависи от количеството на веществото - тя е свързана със средната кинетична енергия на частиците.
• Топлинната енергия зависи от количеството на веществото - тя е свързана с общата кинетична енергия на частиците.