Тепловая энергия и температура
Тепловая энергия и температура – два понятия, обсуждаемые в физике. Эти понятия широко используются и обсуждаются в термодинамике и теплоте. Понятия тепловой энергии и температуры играют очень важную роль в таких областях, как тепло и термодинамика, машиностроение, физическая химия, физика, астрономия и многих других областях. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое тепловая энергия и температура, их определения, применение тепловой энергии и температуры, размеры и единицы тепловой энергии и температуры и, наконец, сходства и различия между тепловой энергией и температурой.
Тепловая энергия
Тепловая энергия, более известная как тепло, представляет собой форму энергии. Измеряется в джоулях. Тепловая энергия – это внутренняя энергия данной системы. Тепловая энергия является причиной температуры системы. Каждая система, имеющая температуру выше абсолютного нуля, имеет положительную тепловую энергию. Тепловая энергия возникает из-за случайных движений молекул, атомов и электронов системы. Сами атомы не содержат тепловой энергии, но обладают кинетической энергией. Когда эти атомы сталкиваются друг с другом и со стенками системы, они выделяют тепловую энергию в виде фотонов. Нагрев такой системы увеличит тепловую энергию системы.
Тепловая энергия – это форма случайной энергии, которая не способна совершать работу, если рассматривать систему в целом. Чем выше тепловая энергия системы, тем выше будет хаотичность системы. Тепловая энергия может быть преобразована в механическую энергию с помощью тепловой машины. Теоретически тепловая энергия не может быть преобразована в механическую энергию со 100% эффективностью. Это связано с универсальным приращением энтропии за счет цикла тепловой машины.
Температура
Температура – это измеряемое тепловое свойство системы. Измеряется в Кельвинах, Цельсиях или Фаренгейтах. Единицей измерения температуры в системе СИ является кельвин.
Тепловая энергия системы пропорциональна абсолютной температуре системы. Если система находится при абсолютном нуле (ноль градусов Кельвина), тепловая энергия системы также равна нулю. Однако объект с более высокой температурой может нести меньшую тепловую энергию. Это связано с тем, что тепловая энергия зависит от массы объекта, теплоемкости объекта, а также температуры объекта.
В чем разница между температурой и тепловой энергией?
• Тепловая энергия не является непосредственно измеряемой величиной, в то время как температура является измеримой величиной.
• Температура объекта может принимать отрицательные значения в зависимости от системы единиц, используемой для измерения температуры, но тепловая энергия системы не может быть отрицательной.
• Температура измеряется в кельвинах, а тепловая энергия измеряется в джоулях.
• Объект может терять или приобретать тепловую энергию при переходе между состояниями без изменения температуры системы.
