Toplotna energija v primerjavi s temperaturo
Toplotna energija in temperatura sta dva pojma, o katerih se razpravlja v fiziki. Ti koncepti se pogosto uporabljajo in o njih razpravlja v termodinamiki in toploti. Koncepta toplotne energije in temperature igrata zelo pomembno vlogo na področjih, kot so toplota in termodinamika, strojništvo, fizikalna kemija, fizika, astronomija in različna druga področja. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta toplotna energija in temperatura, njihove definicije, uporabe toplotne energije in temperature, mere in enote toplotne energije in temperature ter na koncu podobnosti in razlike med toplotno energijo in temperaturo.
Termalna energija
Toplotna energija, ki je bolj znana kot toplota, je oblika energije. Meri se v džulih. Toplotna energija je notranja energija za dani sistem. Toplotna energija je vzrok za temperaturo sistema. Vsak sistem s temperaturo nad absolutno ničlo ima pozitivno toplotno energijo. Toplotna energija nastane zaradi naključnega gibanja molekul, atomov in elektronov sistema. Atomi sami ne vsebujejo toplotne energije, imajo pa kinetične energije. Ko ti atomi trčijo med seboj in s stenami sistema, sproščajo toplotno energijo kot fotoni. Ogrevanje takega sistema bo povečalo toplotno energijo sistema.
Toplotna energija je oblika naključne energije, ki ne more opravljati dela, če upoštevamo celoten sistem. Višja kot je toplotna energija sistema, bo naključnost sistema. Toplotno energijo lahko pretvorimo v mehansko z uporabo toplotnega stroja. Teoretično energije s 100-odstotno učinkovitostjo ni mogoče pretvoriti v mehansko. To je posledica univerzalnega povečanja entropije zaradi cikla toplotnega stroja.
Temperatura
Temperatura je merljiva toplotna lastnost sistema. Izmerjena je v Kelvinah, Celzijah ali Fahrenheitih. Enota SI za merjenje temperature je Kelvin.
Toplotna energija sistema je sorazmerna z absolutno temperaturo sistema. Če je sistem na absolutni ničli (nič kelvin), je tudi toplotna energija sistema enaka nič. Predmet z višjo temperaturo pa lahko nosi manjšo toplotno energijo. Razlog za to je, da je toplotna energija odvisna od mase predmeta, toplotne moči predmeta in temperature predmeta.
Kakšna je razlika med temperaturo in toplotno energijo?
• Toplotna energija ni neposredno merljiva količina, medtem ko je temperatura merljiva količina.
• Temperatura predmeta ima lahko negativne vrednosti, odvisno od enote sistema, ki se uporablja za merjenje temperature, vendar toplotna energija sistema ne more biti negativna.
• Temperatura se meri v Kelvinih, toplotna energija pa v Joulih.
• Predmet lahko izgubi ali pridobi toplotno energijo v stanju prehoda, ne da bi pri tem spreminjal temperaturo sistema.
