Siltuma enerģija pret temperatūru
Siltuma enerģija un temperatūra ir divi jēdzieni, kas tiek apspriesti fizikā. Šie jēdzieni tiek plaši izmantoti un apspriesti termodinamikā un siltumā. Termiskās enerģijas un temperatūras jēdzieniem ir ļoti liela nozīme tādās jomās kā siltums un termodinamika, mašīnbūve, fizikālā ķīmija, fizika, astronomija un dažādās citās jomās. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir siltumenerģija un temperatūra, to definīcijas, siltumenerģijas un temperatūras pielietojums, siltumenerģijas un temperatūras izmēri un vienības, un visbeidzot siltumenerģijas un temperatūras līdzības un atšķirības.
Siltumenerģija
Siltuma enerģija, kas plašāk pazīstama kā siltums, ir enerģijas veids. To mēra džoulos. Siltuma enerģija ir iekšēja enerģija noteiktai sistēmai. Siltuma enerģija ir sistēmas temperatūras cēlonis. Katrai sistēmai, kuras temperatūra pārsniedz absolūto nulli, ir pozitīva siltuma enerģija. Siltuma enerģija rodas, pateicoties nejaušām sistēmas molekulu, atomu un elektronu kustībām. Paši atomi nesatur nekādu siltumenerģiju, bet tiem ir kinētiskās enerģijas. Kad šie atomi saduras viens ar otru un ar sistēmas sienām, tie kā fotoni izdala siltuma enerģiju. Šādas sistēmas sildīšana palielinās sistēmas siltumenerģiju.
Siltuma enerģija ir nejaušas enerģijas forma, kas nespēj veikt darbu, ja tiek apsvērta visa sistēma. Lielāka sistēmas siltumenerģija, jo lielāka būs sistēmas nejaušība. Siltuma enerģiju var pārveidot par mehānisko enerģiju, izmantojot siltuma dzinēju. Teorētiski siltumenerģiju nevar pārveidot par mehānisko enerģiju ar 100% efektivitāti. Tas ir saistīts ar universālās entropijas pieaugumu siltuma motora cikla dēļ.
Temperatūra
Temperatūra ir izmērāma sistēmas siltuma īpašība. To mēra Kelvinos, pēc Celsija vai pēc Fārenheita. SI mērvienība temperatūras mērīšanai ir Kelvins.
Sistēmas siltumenerģija ir proporcionāla sistēmas absolūtajai temperatūrai. Ja sistēma ir absolūtā nulle (nulle kelvina), sistēmas siltuma enerģija arī ir nulle. Tomēr objekts ar augstāku temperatūru var pārvadāt mazāku siltumenerģiju. Tas ir saistīts ar iemeslu, ka siltuma enerģija ir atkarīga no objekta masas, objekta siltuma jaudas, kā arī no objekta temperatūras.
Kāda ir atšķirība starp temperatūru un siltuma enerģiju?
• Siltuma enerģija nav tieši izmērāms lielums, turpretī temperatūra ir izmērāms lielums.
• Objekta temperatūrai var būt negatīvas vērtības atkarībā no temperatūras mērīšanai izmantotās sistēmas vienības, taču sistēmas siltuma enerģija nevar būt negatīva.
• Temperatūru mēra Kelvinos, bet siltuma enerģiju mēra Džoulā.
• Objekts var zaudēt vai iegūt siltumenerģiju pārejas stāvoklī, nemainot sistēmas temperatūru.
