Zarówno temperatura, jak i energia cieplna są właściwościami fizycznymi, obie są termodynamiczną naturą stanu obiektu. Jednak oba terminy implikują zupełnie inne znaczenie.
Cząstki obecne w substancji poruszają się z różną prędkością, cząstki poruszające się z mniejszą prędkością mają mniejszą energię kinetyczną (temperatura jest chłodniejsza), podczas gdy cząstki poruszające się z większą prędkością mają większą energię kinetyczną (temperatura jest wyższa).
Temperatura a energia cieplna
Różnica między temperaturą a energią cieplną polega na tym, że temperatura nie zależy od ilości obiektu. Zauważa się szybszy lub wolniejszy ruch cząsteczek w zależności od energii kinetycznej, podczas gdy dla energii cieplnej całkowita liczba cząstek obecnych w obiekcie determinuje jego energię kinetyczną, dlatego im większy rozmiar obiektu, tym większa energia cieplna.
Temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej obecnej w cząsteczkach obiektu. Energia cieplna określa całkowitą energię kinetyczną cząsteczek obecnych w obiekcie. Ilość obiektu jest kluczowym czynnikiem określającym ilość energii cieplnej.
Tabela porównawcza między temperaturą a energią cieplną
| Parametry porównania | Błąd systematyczny | Błąd losowy |
|---|---|---|
| Oznaczający | Błąd systematyczny to błąd, który powstaje z powodu usterki urządzenia pomiarowego. | Błąd losowy to błąd, który powstaje z powodu nieprzewidywalnych zmian w środowisku. |
| Powtarzalne | Błędy systematyczne się powtarzają. | Błędy losowe zazwyczaj się nie powtarzają. |
| Powoduje | Błędy w sprzęcie do eksperymentów. | Nieprzewidywalne wahania odczytów, zakłócenia w środowisku. |
| Zmniejszenie | Błędy systematyczne można ograniczyć, stosując odpowiednią aparaturę lub odpowiednie techniki. | Błędy losowe można zredukować, dokonując od czasu do czasu odczytów i zwiększając liczbę obserwacji. |
| Rodzaje | Trzy typy: Instrument, Środowisko, Błąd systematyczny. | Brak typów. |
| Odtwarzalny | Są powtarzalne. | Nie da się ich odtworzyć. |
| Wielkość błędu | Stały | Różnią się |
Co to jest temperatura?
Temperatura jest właściwością fizyczną, która określa, jak gorące lub zimne jest ciało/przedmiot. Charakteryzuje średnią energię kinetyczną wszystkich cząsteczek obecnych w obiekcie. Temperaturę przedmiotu można zmierzyć za pomocą termometru. Trzy systemy, które pomagają w klasyfikacji jednostek temperatury w układzie SI, to stopnie Celsjusza, Kelvi i Fahrenheita.
Temperaturę można często powiązać z dwiema właściwościami gorąca i zimna. Cząstki obecne w obiekcie całkowicie go określają. Prędkość każdej cząstki obecnej w obiekcie zależy od tego, ile energii zawierały cząstki. Im szybciej cząstki poruszają się i im dalej od siebie, tym wyższa temperatura. Im wolniejsze cząstki i im bliżej się znajdują, tym niższa temperatura.
Dwa ciała o różnych temperaturach, gdy wchodzą ze sobą w interakcję, zachodzi między nimi wymiana ciepła, co powoduje ochłodzenie gorętszego obiektu i rozgrzanie chłodniejszego. Proces wymiany ciepła zachodzi w sposób ciągły, a wymiana zatrzymuje się dopiero wtedy, gdy oba obiekty mają zbliżoną temperaturę. Temperatura odgrywa kluczową rolę we wszystkich naukach przyrodniczych – fizyce, chemii, geologii itp., dlatego temperatura często determinuje szybkość, zakres i intensywność każdej reakcji chemicznej.
Co to jest energia cieplna?
Energia cieplna oznacza energię w obiekcie, która jest odpowiedzialna za temperaturę. Powstaje, gdy następuje wzrost temperatury, co powoduje, że cząstki w obiekcie poruszają się szybciej i zderzają się ze sobą. Wraz ze wzrostem energii kinetycznej wzrasta energia cieplna obiektu. Stąd energia cieplna obiektu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.
Przenoszenie energii cieplnej obserwuje się, gdy w układzie ciągłej materii występuje wzrost temperatury. Energia cieplna może być przekazywana przez różne elementy, takie jak przewodzenie, konwekcja i promieniowanie. Przechodzi z części przedmiotu o wyższej temperaturze do części przedmiotu o niższej temperaturze, proces trwa do momentu, w którym temperatura jest równa we wszystkich częściach.
Główne różnice między Temperatura i energia cieplna
Wniosek
Zarówno temperatura, jak i energia cieplna są wielkościami fizycznymi i dotyczą stanu termodynamicznego. Mimo to oba różnią się od siebie różnymi czynnikami, takimi jak ich definicja, stan, jednostka miary, przepływ energii i mierzalna zależność.
Temperatury nie można określić ilością substancji – jest ona powiązana ze średnią energią kinetyczną cząsteczek w substancji. Energia cieplna jest określana ilością substancji - jest to całkowita energia kinetyczna cząsteczek w substancji. Stan obiektu może zmieniać się od gorącego do zimnego w zależności od temperatury. Jest mierzony za pomocą zmiennych, takich jak celsjusz, kinetyka i stopnie Fahrenheita. W przypadku energii cieplnej stan obiektu musi być gorący. Można go zmierzyć za pomocą zmiennych, takich jak dżule i kalorie.
