Temperatūros ir šiluminės energijos skirtumas

Kas yra temperatūra?

Temperatūra yra fizikinė savybė, apibūdinanti makroskopinės sistemos dalelių vidutinę kinetinę energiją termodinaminėje pusiausvyroje. Tai yra daikto savybė, kiekybiškai išreiškianti šilto ir šalto sąvokas. Šiltesnių kūnų temperatūra aukštesnė nei vėsesnių.

Temperatūra vaidina svarbų vaidmenį visose gamtos mokslų srityse - fizikoje, geologijoje, chemijoje, atmosferos ir biologijoje. Daugybė fizikinių medžiagų savybių, įskaitant kietąją, skystąją, dujinę ar plazminę fazę, tankį, tirpumą, garų slėgį ir elektrinį laidumą, priklauso nuo temperatūros. Temperatūra taip pat vaidina svarbų vaidmenį nustatant cheminių reakcijų greitį ir apimtį.

Kiekybiškai temperatūra matuojama termometrais. Šiuo metu moksle ir pramonėje naudojamos trys temperatūros skalės. Du iš jų yra SI sistemoje - Celsijaus ir Kelvino skalės. Farenheito skalė daugiausia naudojama JAV.

Kai liečiasi du kūnai su skirtinga temperatūra, tarp jų vyksta šilumos mainai, dėl kurių šiltesnis kūnas atvėsta, o aušintuvas - įkaista. Šilumos mainai sustoja, kai kūnai tampa vienodos temperatūros. Tada tarp jų nustatoma šiluminė pusiausvyra.

Temperatūra - tai dalelių šilumos judėjimo intensyvumas. Brauno judėjimas tampa intensyvesnis, kai temperatūra pakyla. Difuzija taip pat vyksta greičiau esant aukštesnei temperatūrai. Šie pavyzdžiai rodo, kad temperatūra yra tiesiogiai susijusi su chaotišku konstrukcinių elementų judesiu. Šildomų kūnų dalelės turi didesnę kinetinę energiją - jos juda intensyviau. Susilietę kūno dalelės, kurių temperatūra aukštesnė, dalį savo kinetinės energijos atiduoda aušintuvo kūno dalelėms. Šis procesas tęsiasi tol, kol dalelių judėjimo abiejuose kūnuose intensyvumas tampa lygus. Taigi šilumos reiškiniai yra susiję su chaotišku konstrukcinių elementų judėjimu, todėl šis judėjimas vadinamas šiluminiu.

Dėl chaotiško šiluminio judėjimo pobūdžio dalelės turi įvairią kinetinę energiją. Kylant temperatūrai, didėja dalelių, turinčių didesnę kinetinę energiją, skaičius, t.y., šilumos judėjimas tampa intensyvesnis.

Kai temperatūra mažėja, šiluminio judėjimo intensyvumas mažėja. Temperatūra, kurioje pasibaigia dalelių šiluminis judėjimas, vadinama absoliučia nuliu. Absoliutus nulis Celsijaus skalėje atitinka -273,16 ° C temperatūrą.

Kas yra šiluminė energija?

Energija yra fizinė savybė, apibūdinanti sistemos sugebėjimą pakeisti aplinkos būklę arba atlikti darbą. Jis gali būti priskiriamas bet kuriai dalelėms, objektams ar sistemoms. Yra įvairių energijos rūšių, kurios dažnai pažymi atitinkamos jėgos pavadinimą.

Sistemos struktūrinių elementų (atomų, molekulių, įkrautų dalelių) bendra kinetinė energija vadinama šilumine energija. Tai energijos forma, susijusi su struktūrą sudarančių elementų, kurie sudaro sistemą, judėjimu.

Kylant kūno temperatūrai, didėja ir struktūrinių elementų kinetinė energija. Didėjant kinetinei energijai, kūno šiluminė energija didėja. Todėl kūnų šiluminė energija didėja didėjant jų temperatūrai.

Šiluminė energija priklauso nuo kūno masės. Paimkime, pavyzdžiui, puodelį vandens ir tokios pat temperatūros ežerą. Esant tokiai pačiai vandens temperatūrai, molekulių vidutinė kinetinė energija yra tokia pati. Bet ežere molekulių kiekis ir, atitinkamai, šiluminė vandens energija yra žymiai didesni.

Šiluminė energija perduodama visada, kai ištisinės medžiagos sistemoje egzistuoja temperatūros gradientas. Šiluminė energija gali būti perduodama laidumu, konvekcija ir radiacija. Jis perduodamas iš aukštesnių temperatūros kūno dalių (ar sistemos) į tas dalis, kuriose žemesnė temperatūra. Procesas tęsiasi tol, kol kūno (ar sistemos) temperatūra prilygsta.

Šiluminė energija iš tikrųjų yra materijos struktūrinių elementų kinetinė energija. Šilumos laidumas yra šios kinetinės energijos perkėlimas, kuris vyksta chaotiškai dalelių susidūrimuose.

Medžiagos skirstomos į laidininkus ir izoliatorius, atsižvelgiant į jų sugebėjimą lengvai judėti šiluminę energiją. Laidininkai (pvz., Metalai) leidžia lengvai pernešti šiluminę energiją per juos, o izoliatoriai (pvz., Plastikas) neleidžia..

Beveik kiekvienas energijos perdavimas yra susijęs su šiluminės energijos išsiskyrimu.

Šiluminės energijos matavimo vienetas SI sistemoje yra džaulis (J). Kitas dažnai naudojamas vienetas yra kalorijų. Šiluminė energija, atitinkanti energiją 1 K temperatūroje, yra 1 380 × 10^-23 J.

Temperatūros ir šiluminės energijos skirtumas

1. Apibrėžimas

Temperatūra: Sistemos struktūrinių elementų (atomų, molekulių, įkrautų dalelių) vidutinė kinetinė energija vadinama temperatūra.

Šiluminė energija: Sistemos konstrukcinių elementų bendra kinetinė energija vadinama šilumine energija.

2. Vertybės

Temperatūra: Temperatūra gali būti teigiama ir neigiama.

Šiluminė energija: Šiluminė energija visada turi teigiamas reikšmes.

3. Matavimo vienetai

Temperatūra: Temperatūra matuojama Celsijaus, Kelvino ir Farenheito dalyse.

Šiluminė energija: Šiluminė energija matuojama džauliu ir kalorijomis.

4. Kiekybinė priklausomybė

Temperatūra: Temperatūra nepriklauso nuo medžiagos kiekio - ji yra susijusi su dalelių vidutine kinetine energija.

Šiluminė energija: Šiluminė energija priklauso nuo medžiagos kiekio - ji yra susijusi su bendrąja dalelių kinetine energija.

Temperatūra ir šiluminė energija: palyginimo lentelė

Temperatūros ir šiluminės energijos santrauka

• Sistemos struktūrinių elementų (atomų, molekulių, įkrautų dalelių) vidutinė kinetinė energija vadinama temperatūra.
• Sistemos konstrukcinių elementų bendra kinetinė energija vadinama šilumine energija.
• Temperatūra gali būti teigiama arba neigiama, o šiluminė energija visada turi teigiamas reikšmes.
• Temperatūra matuojama Celsijaus, Kelvino ir Farenheito dalyse. Šiluminė energija matuojama džauliu ir kalorijomis.
• Temperatūra nepriklauso nuo medžiagos kiekio - ji yra susijusi su vidutine dalelių kinetine energija.
• Šiluminė energija priklauso nuo medžiagos kiekio - ji yra susijusi su bendrąja dalelių kinetine energija.