Razlika između temperature i toplinske energije

Što je temperatura?

Temperatura je fizikalno svojstvo koje karakterizira prosječnu kinetičku energiju čestica makroskopskog sustava u termodinamičkoj ravnoteži. To je svojstvo materije koja kvantificira pojmove toplo i hladno. Toplija tijela imaju višu temperaturu od hladnija.

Temperatura igra važnu ulogu u svim područjima prirodnih znanosti - fizika, geologija, kemija, atmosferske znanosti i biologija. Mnoga fizička svojstva tvari, uključujući čvrstu, tekuću, plinovitu ili plazma fazu, gustoću, topljivost, parni tlak i električnu vodljivost, ovise o temperaturi. Temperatura također igra važnu ulogu u određivanju brzine i opsega kemijskih reakcija.

Kvantitativno se temperatura mjeri termometrima. Tri znanosti skale trenutno se koriste u znanosti i industriji. Dvoje njih nalazi se na sustavu SI - Celzijeva i Kelvinska ljestvica. Farenheitska ljestvica uglavnom se koristi u Sjedinjenim Državama.

Kada dva tijela s različitim temperaturama dođu u kontakt, izmjena topline se odvija između njih, što uzrokuje da se toplije tijelo ohladi, a hladnije tijelo zagrije. Izmjena topline prestaje kada tijela postaju jednaka temperaturi. Tada se uspostavlja toplinska ravnoteža između njih.

Temperatura je mjera intenziteta gibanja topline čestica. Brownov pokret postaje intenzivniji kada temperatura poraste. Difuzija se također događa brže pri višim temperaturama. Ovi primjeri pokazuju da je temperatura izravno povezana s kaotičnim gibanjem konstrukcijskih elemenata. Čestice zagrijanih tijela imaju veću kinetičku energiju - intenzivnije se kreću. Čestice tijela s višom temperaturom u kontaktu daju dio svoje kinetičke energije česticama tijela hladnijeg tijela. Taj se proces nastavlja sve dok intenzitet kretanja čestica u dva tijela ne postane jednak. Fenomen topline povezan je s tim kaotičnim kretanjem strukturnih elemenata, zbog čega se taj pokret naziva termičkim.

Zbog kaotičnosti prirode toplinskog pokreta, čestice imaju razne kinetičke energije. Kako se temperatura povećava, povećava se broj čestica koje imaju veću kinetičku energiju, tj. Gibanje topline postaje intenzivnije.

Kada se temperatura smanji, intenzitet toplinskog kretanja opada. Temperatura na kojoj se prekida toplinsko kretanje čestica naziva se apsolutnom nulom. Apsolutna nula na Celzijevoj skali odgovara temperaturi od -273,16 ° C.

Što je toplinska energija?

Energija je fizičko svojstvo koje karakterizira sposobnost sustava da mijenja stanje okoliša ili izvršava rad. Može se pripisati bilo kojoj čestici, objektu ili sustavu. Postoje različiti oblici energije koji često nose naziv odgovarajuće sile.

Ukupna kinetička energija strukturnih elemenata sustava (atoma, molekula, nabijenih čestica) naziva se toplinskom energijom. To je oblik energije povezan s kretanjem strukturnih elemenata koji čine sustav.

Kako temperatura tijela raste, kinetička energija strukturnih elemenata raste. Kako se kinetička energija povećava, povećava se i toplinska energija tijela. Stoga se toplinska energija tijela povećava s porastom njihove temperature.

Toplinska energija ovisi o tjelesnoj masi. Uzmimo za primjer šalicu vode i jezero s istom temperaturom. Pri istoj temperaturi vode, prosječna kinetička energija molekula je ista. Ali u jezeru su količina molekula, odnosno toplinska energija vode znatno veće.

Prijenos toplinske energije događa se kad god postoji gradijent temperature u sustavu kontinuirane materije. Toplinska energija se može prenijeti provođenjem, konvekcijom i zračenjem. Prenosi se s dijelova tijela (ili sustava) s višom temperaturom na dijelove gdje je temperatura niža. Proces se nastavlja sve dok se temperatura u tijelu (ili sustavu) ne izjednači.

Toplinska energija je zapravo kinetička energija strukturnih elemenata materije. Toplinska vodljivost je prijenos te kinetičke energije i događa se u kaotičnim sudarima čestica.

Ovisno o svojoj sposobnosti da omoguće lako kretanje toplinske energije, tvari se dijele na vodiče i izolatore. Provodnici (npr. Metali) omogućuju lako kretanje toplinske energije kroz njih, dok izolatori (npr. Plastika) to ne dopuštaju.

Gotovo svaki prijenos energije povezan je s oslobađanjem toplinske energije.

Mjerna jedinica toplinske energije na SI sustavu je Joule (J). Druga često korištena jedinica je kalorija. Toplinska energija koja odgovara energiji na temperaturi od 1 K je 1380 × 10^-23 J.

Razlika između temperature i toplinske energije

1. definicija

Temperatura: Prosječna kinetička energija strukturnih elemenata sustava (atoma, molekula, nabijenih čestica) naziva se temperaturom.

Termalna energija: Ukupna kinetička energija strukturnih elemenata sustava naziva se toplinska energija.

2. vrijednosti

Temperatura: Temperatura može biti pozitivna i negativna.

Termalna energija: Toplinska energija uvijek ima pozitivne vrijednosti.

3. Mjerne jedinice

Temperatura: Temperatura se mjeri u Celzijusu, Kelvinu i Fahrenheitu.

Termalna energija: Toplinska energija se mjeri u Jouleu i Kaloriji.

4. Kvantitativna ovisnost

Temperatura: Temperatura ne ovisi o količini tvari - povezana je s prosječnom kinetičkom energijom čestica.

Termalna energija: Toplinska energija ovisi o količini tvari - povezana je s ukupnom kinetičkom energijom čestica.

Temperatura u odnosu na toplinsku energiju: uporedni grafikon

Sažetak temperature u odnosu na toplinsku energiju

• Prosječna kinetička energija strukturnih elemenata sustava (atoma, molekula, nabijenih čestica) naziva se temperaturom.
• Ukupna kinetička energija strukturnih elemenata sustava naziva se toplinska energija.
• Temperatura može biti pozitivna ili negativna, dok toplinska energija uvijek ima pozitivne vrijednosti.
• Temperatura se mjeri u Celzijusu, Kelvinu i Fahrenheitu. Toplinska energija se mjeri u Jouleu i Kaloriji.
• Temperatura ne ovisi o količini tvari - povezana je s prosječnom kinetičkom energijom čestica.
• Toplinska energija ovisi o količini tvari - povezana je s ukupnom kinetičkom energijom čestica.