Energia cieplna a temperatura
Energia cieplna i temperatura to dwa pojęcia omawiane w fizyce. Pojęcia te są szeroko stosowane i dyskutowane w termodynamice i cieple. Pojęcia energii cieplnej i temperatury odgrywają bardzo ważną rolę w takich dziedzinach, jak ciepło i termodynamika, inżynieria mechaniczna, chemia fizyczna, fizyka, astronomia i wiele innych. W tym artykule omówimy, czym jest energia cieplna i temperatura, ich definicje, zastosowania energii cieplnej i temperatury, wymiary i jednostki energii cieplnej i temperatury, a na koniec podobieństwa i różnice między energią cieplną a temperaturą.
Energia cieplna
Energia cieplna, bardziej znana jako ciepło, jest formą energii. Jest mierzona w dżulach. Energia cieplna to energia wewnętrzna danego układu. Energia cieplna jest przyczyną temperatury systemu. Każdy system o temperaturze powyżej zera bezwzględnego ma dodatnią energię cieplną. Energia cieplna powstaje w wyniku przypadkowych ruchów cząsteczek, atomów i elektronów układu. Same atomy nie zawierają energii cieplnej, ale mają energię kinetyczną. Kiedy te atomy zderzają się ze sobą i ze ścianami układu, uwalniają energię cieplną w postaci fotonów. Ogrzewanie takiego systemu zwiększy energię cieplną systemu.
Energia cieplna jest formą przypadkowej energii, która nie jest w stanie działać, gdy rozpatruje się cały system. Im wyższa energia cieplna systemu, wyższa będzie losowość układu. Energię cieplną można przekształcić w energię mechaniczną za pomocą silnika cieplnego. Teoretycznie energia cieplna nie może zostać zamieniona na energię mechaniczną ze 100% wydajnością. Wynika to z uniwersalnego przyrostu entropii wynikającego z cyklu silnika cieplnego.
Temperatura
Temperatura to mierzalna właściwość termiczna systemu. Jest mierzony w stopniach Kelvina, Celsjusza lub Fahrenheita. Jednostką SI do pomiaru temperatury jest kelwin.
Energia cieplna systemu jest proporcjonalna do bezwzględnej temperatury systemu. Jeśli układ ma wartość zera absolutnego (zero kelwinów), energia cieplna układu również wynosi zero. Jednak obiekt o wyższej temperaturze może przenosić mniejszą energię cieplną. Wynika to z faktu, że energia cieplna zależy od masy obiektu, pojemności cieplnej obiektu, a także temperatury obiektu.
Jaka jest różnica między temperaturą a energią cieplną?
• Energia cieplna nie jest wielkością mierzalną bezpośrednio, podczas gdy temperatura jest wielkością mierzalną.
• Temperatura obiektu może przyjmować wartości ujemne w zależności od układu jednostek użytych do pomiaru temperatury, ale energia cieplna układu nie może być ujemna.
• Temperatura jest mierzona w kelwinach, a energia cieplna w dżulach.
• Obiekt może tracić lub zyskiwać energię cieplną podczas zmiany stanu bez zmiany temperatury systemu.
