Šiluminė energija prieš temperatūrą
Šiluminė energija ir temperatūra yra dvi fizikoje aptariamos sąvokos. Šios sąvokos plačiai naudojamos ir aptariamos termodinamikos ir šilumos srityse. Šiluminės energijos ir temperatūros sąvokos vaidina labai svarbų vaidmenį tokiose srityse kaip šiluma ir termodinamika, mechaninė inžinerija, fizikinė chemija, fizika, astronomija ir įvairiose kitose srityse. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra šiluminė energija ir temperatūra, jų apibrėžimus, šiluminės energijos ir temperatūros taikymą, šiluminės energijos ir temperatūros matmenis bei vienetus ir galiausiai šiluminės energijos ir temperatūros panašumus bei skirtumus.
Šiluminė energija
Šiluminė energija, kuri dažniau žinoma kaip šiluma, yra tam tikra energijos forma. Jis matuojamas džauliais. Šiluminė energija yra tam tikros sistemos vidinė energija. Šiluminė energija yra sistemos temperatūros priežastis. Kiekviena sistema, kurios temperatūra aukštesnė už absoliutų nulį, turi teigiamą šiluminę energiją. Šiluminė energija atsiranda dėl atsitiktinių sistemos molekulių, atomų ir elektronų judėjimo. Patys atomai neturi šiluminės energijos, tačiau turi kinetinę energiją. Kai šie atomai susiduria vienas su kitu ir su sistemos sienomis, jie išskiria šiluminę energiją fotonų pavidalu. Tokios sistemos šildymas padidins sistemos šiluminę energiją.
Šiluminė energija yra atsitiktinės energijos forma, kuri negali dirbti, vertinant visą sistemą. Kuo didesnė sistemos šiluminė energija, tuo didesnis sistemos atsitiktinumas. Šiluminė energija gali būti paversta mechanine energija naudojant šilumos variklį. Teoriškai šiluminė energija negali būti paversta mechanine energija 100% efektyvumu. Taip yra dėl visuotinio entropijos prieaugio, atsirandančio dėl šilumos variklio ciklo.
Temperatūra
Temperatūra yra išmatuojama sistemos šiluminė savybė. Jis matuojamas Kelvinais, Celsijaus arba Farenheito laipsniais. Temperatūros matavimo SI vienetas yra Kelvinas.
Sistemos šiluminė energija yra proporcinga absoliučiai sistemos temperatūrai. Jei sistemoje yra absoliutus nulis (nulis kelvinų), sistemos šiluminė energija taip pat lygi nuliui. Tačiau objektas, kurio temperatūra aukštesnė, gali nešti mažiau šiluminės energijos. Taip yra dėl to, kad šiluminė energija priklauso nuo objekto masės, objekto šiluminės talpos, taip pat nuo objekto temperatūros.
Kuo skiriasi temperatūra ir šiluminė energija?
• Šiluminė energija nėra tiesiogiai išmatuojamas dydis, o temperatūra yra išmatuojamas dydis.
• Objekto temperatūra gali turėti neigiamas vertes, priklausomai nuo matavimo vienetų sistemos, bet sistemos šiluminė energija negali būti neigiama.
• Temperatūra matuojama kelvinais, o šiluminė energija matuojama džauliais.
• Objektas gali prarasti arba įgyti šiluminę energiją keičiantis būsenai nekeičiant sistemos temperatūros.
