Топлинна енергия срещу температура
Топлинната енергия и температурата са две понятия, обсъждани във физиката. Тези концепции са широко използвани и обсъждани в термодинамиката и топлината. Концепциите за топлинна енергия и температура играят много важна роля в области като топлина и термодинамика, машинно инженерство, физическа химия, физика, астрономия и различни други области. В тази статия ще обсъдим какво представляват топлинната енергия и температурата, техните определения, приложенията на топлинната енергия и температурата, размерите и единиците на топлинната енергия и температурата и накрая приликите и разликите между топлинната енергия и температурата.
Топлинна енергия
Топлинната енергия, която е по-известна като топлина, е форма на енергия. Измерва се в джаули. Топлинната енергия е вътрешна енергия за дадена система. Топлинната енергия е причината за температурата на системата. Всяка система с температура над абсолютната нула има положителна топлинна енергия. Топлинната енергия възниква поради произволните движения на молекулите, атомите и електроните на системата. Самите атоми не съдържат топлинна енергия, но имат кинетична енергия. Когато тези атоми се сблъскат един с друг и със стените на системата, те освобождават топлинна енергия като фотони. Отоплението на такава система ще увеличи топлинната енергия на системата.
Топлинната енергия е форма на произволна енергия, която не е в състояние да върши работа, когато се разглежда цялата система. Колкото по-висока е топлинната енергия на една система, толкова по-висока ще бъде произволността на системата. Топлинната енергия може да се преобразува в механична с помощта на топлинен двигател. На теория топлинната енергия не може да се преобразува в механична енергия със 100% ефективност. Това се дължи на универсалното увеличение на ентропията, дължащо се на цикъла на топлинния двигател.
Температура
Температурата е измеримо топлинно свойство на системата. Измерва се в Келвин, Целзий или Фаренхайт. Единицата SI за измерване на температурата е Келвин.
Топлинната енергия на една система е пропорционална на абсолютната температура на системата. Ако системата е при абсолютна нула (нула келвин), топлинната енергия на системата също е нула. Въпреки това, обект с по-висока температура може да носи по-малко топлинна енергия. Това се дължи на причината, че топлинната енергия зависи от масата на обекта, топлинния капацитет на обекта, както и температурата на обекта.
Каква е разликата между температура и топлинна енергия?
• Топлинната енергия не е директно измерима величина, докато температурата е измерима величина.
• Температурата на даден обект може да приеме отрицателни стойности в зависимост от единицата, използвана за измерване на температурата, но топлинната енергия на дадена система не може да бъде отрицателна.
• Температурата се измерва в келвини, докато топлинната енергия се измерва в джаули.
• Един обект може да загуби или да получи топлинна енергия при преход в състояние, без да променя температурата на системата.
