Toplotna energija naspram temperature
Toplotna energija i temperatura su dva koncepta o kojima se raspravlja u fizici. Ovi koncepti se široko koriste i raspravljaju u termodinamici i toplini. Koncepti toplotne energije i temperature igraju veoma važnu ulogu u oblastima kao što su toplota i termodinamika, mašinstvo, fizička hemija, fizika, astronomija i razne druge oblasti. U ovom članku ćemo raspravljati o tome što su toplinska energija i temperatura, njihove definicije, primjene toplinske energije i temperature, dimenzije i jedinice toplinske energije i temperature, te na kraju sličnosti i razlike između toplinske energije i temperature.
Termalna energija
Toplotna energija, koja je poznatija kao toplota, je oblik energije. Mjeri se u džulima. Toplotna energija je unutrašnja energija za dati sistem. Toplotna energija je uzrok temperature sistema. Svaki sistem koji ima temperaturu iznad apsolutne nule ima pozitivnu toplotnu energiju. Toplotna energija nastaje zbog nasumičnih kretanja molekula, atoma i elektrona sistema. Sami atomi ne sadrže nikakvu toplotnu energiju, ali imaju kinetičku energiju. Kada se ovi atomi sudare jedan sa drugim i sa zidovima sistema, oslobađaju toplotnu energiju kao fotoni. Zagrevanje takvog sistema će povećati toplotnu energiju sistema.
Toplotna energija je oblik nasumične energije, koja nije u stanju da izvrši rad, kada se uzme u obzir ceo sistem. Što je veća toplotna energija sistema, veća će biti slučajnost sistema. Toplotna energija se može pretvoriti u mehaničku pomoću toplotnog motora. U teoriji, toplotna energija se ne može pretvoriti u mehaničku energiju sa 100% efikasnošću. Ovo je zbog povećanja univerzalnog entropije zbog ciklusa toplotnog motora.
Temperatura
Temperatura je mjerljiva termička osobina sistema. Mjeri se u Kelvinima, Celzijusima ili Farenhajtima. SI jedinica za mjerenje temperature je Kelvin.
Toplotna energija sistema je proporcionalna apsolutnoj temperaturi sistema. Ako je sistem na apsolutnoj nuli (nula kelvina), toplotna energija sistema je takođe nula. Međutim, objekt koji ima višu temperaturu može nositi manju toplinsku energiju. To je iz razloga što toplotna energija zavisi od mase objekta, toplotnog kapaciteta objekta, kao i od temperature objekta.
Koja je razlika između temperature i toplotne energije?
• Toplotna energija nije direktno mjerljiva veličina, dok je temperatura mjerljiva veličina.
• Temperatura objekta može imati negativne vrijednosti u zavisnosti od sistema jedinica koji se koristi za mjerenje temperature, ali toplinska energija sistema ne može biti negativna.
• Temperatura se mjeri u Kelvinima dok se toplotna energija mjeri u džulima.
• Objekt može izgubiti ili dobiti toplotnu energiju u prijelazu stanja bez promjene temperature sistema.
