Термична енергия срещу температура
Топлинната енергия и температурата са две концепции, обсъждани във физиката. Тези понятия се използват широко и се обсъждат в термодинамиката и топлината. Концепциите за топлинна енергия и температура играят много важна роля в области като топлина и термодинамика, машиностроене, физическа химия, физика, астрономия и различни други области. В тази статия ще обсъдим какво представляват топлинната енергия и температурата, техните дефиниции, приложенията на топлинната енергия и температурата, размерите и мерните единици на топлинната енергия и температура и накрая приликите и разликите между топлинната енергия и температурата.
Термална 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 никаква топлинна енергия, но имат кинетични енергии. Когато тези атоми се сблъскат един с друг и със стените на системата, те отделят топлинна енергия като фотони. Загряването 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 системата, толкова по-висока ще бъде случайността на системата. Топлинната енергия може да се преобразува в механична с помощта на топлинна машина. На теория топлинната енергия не може да се преобразува в механична със 100% ефективност. Това се дължи на универсалното нарастване на ентропията поради цикъла на топлинния двигател.
Температура
Температурата е измеримото топлинно свойство на системата. Измерва се в Келвин, Целзий или Фаренхайт. SI единицата за измерване на температурата е Келвин.
Топлинната енергия на системата е пропорционална на абсолютната температура на системата. Ако системата е на абсолютна нула (нула келвин), топлинната енергия на системата също е нула. Обект с по-висока температура обаче може да носи по-малка топлинна енергия. Това се дължи на причината, че топлинната енергия зависи от масата на обекта, топлинния капацитет на обекта, както и от температурата на обекта.
Каква е разликата между температурата и топлинната енергия?
• Топлинната енергия не е пряко измерима величина, докато температурата е измерима величина.
• Температурата на даден обект може да приеме отрицателни стойности в зависимост от единичната система, използвана за измерване на температурата, но топлинната енергия на системата не може да бъде отрицателна.
• Температурата се измерва в Келвин, докато топлинната енергия се измерва в Джоул.
• Обектът може да загуби или да получи топлинна енергия в състояние на преход, без да променя температурата на системата.
