Verschil tussen temperatuur en thermische energie

Wat is temperatuur?

Temperatuur is een fysische eigenschap die de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes van een macroscopisch systeem in thermodynamisch evenwicht karakteriseert. Het is een eigenschap van de materie, die de begrippen warm en koud kwantificeert. Warmere lichamen hebben een hogere temperatuur dan de koelere.

De temperatuur speelt een belangrijke rol in alle gebieden van de natuurwetenschappen: natuurkunde, geologie, scheikunde, atmosferische wetenschappen en biologie. Veel van de fysische eigenschappen van de stoffen, waaronder de vaste, vloeibare, gasvormige of plasmafase, dichtheid, oplosbaarheid, dampspanning en elektrische geleidbaarheid, hangen af ​​van de temperatuur. De temperatuur speelt ook een belangrijke rol bij het bepalen van de snelheid en reikwijdte van chemische reacties.

Kwantitatief wordt de temperatuur gemeten met thermometers. Drie temperatuurschalen worden momenteel gebruikt in de wetenschap en de industrie. Twee daarvan bevinden zich op het SI-systeem - de Celsius- en de Kelvin-schaal. De Fahrenheit-schaal wordt voornamelijk gebruikt in de Verenigde Staten.

Wanneer twee lichamen met verschillende temperaturen in contact komen, vindt er warmtewisseling tussen hen plaats, waardoor het warmere lichaam afkoelt en het koelere lichaam wordt opgewarmd. De warmtewisseling stopt wanneer de lichamen met dezelfde temperatuur worden. Vervolgens wordt er een thermisch evenwicht tussen hen tot stand gebracht.

Temperatuur is een maat voor de intensiteit van de warmtebeweging van de deeltjes. Brown's beweging wordt intenser wanneer de temperatuur stijgt. Diffusie komt ook sneller voor bij hogere temperaturen. Deze voorbeelden laten zien dat de temperatuur direct gerelateerd is aan de chaotische beweging van de structurele elementen. De deeltjes van de verwarmde lichamen hebben hogere kinetische energie - ze bewegen intenser. In contact brengen de deeltjes van het lichaam met hogere temperatuur een deel van hun kinetische energie aan de deeltjes van het koelere lichaam. Dit proces gaat door totdat de intensiteit van de deeltjesbeweging in de twee lichamen gelijk wordt. Hitteverschijnselen zijn daarom geassocieerd met de chaotische beweging van de structurele elementen, daarom heet deze beweging thermisch.

Vanwege de chaotische aard van de thermische beweging, hebben de deeltjes een verscheidenheid aan kinetische energieën. Naarmate de temperatuur toeneemt, neemt het aantal deeltjes met grotere kinetische energie toe, d.w.z. de warmtebeweging wordt intenser.

Wanneer de temperatuur daalt neemt de intensiteit van de thermische beweging af. De temperatuur waarbij de thermische beweging van de deeltjes wordt beëindigd, wordt absolute nul genoemd. De absolute nul op de schaal van Celsius komt overeen met een temperatuur van -273,16 ° C.

Wat is thermische energie?

Energie is een fysieke eigenschap die kenmerkend is voor het vermogen van een systeem om de toestand van de omgeving te veranderen of om het werk uit te voeren. Het kan worden toegeschreven aan elk deeltje, object of systeem. Er zijn verschillende vormen van energie, die vaak de naam dragen van de respectievelijke kracht.

De totale kinetische energie van de structurele elementen van een systeem (atomen, moleculen, geladen deeltjes) wordt thermische energie genoemd. Het is een vorm van energie die samenhangt met de beweging van de structurele elementen waaruit het systeem bestaat.

Naarmate de temperatuur van een lichaam stijgt, neemt de kinetische energie van de structurele elementen toe. Naarmate de kinetische energie toeneemt, neemt de thermische energie van het lichaam toe. Daarom neemt de thermische energie van de lichamen toe met de toename van hun temperatuur.

Thermische energie is afhankelijk van de lichaamsmassa. Laten we bijvoorbeeld een kopje water en een meer met dezelfde temperatuur nemen. Bij dezelfde watertemperatuur is de gemiddelde kinetische energie van de moleculen hetzelfde. Maar in het meer is de hoeveelheid moleculen en, respectievelijk, de thermische energie van het water aanzienlijk groter.

Overdracht van thermische energie vindt plaats wanneer een temperatuurgradiënt bestaat in een systeem van continue materie. Thermische energie kan worden overgedragen door geleiding, convectie en straling. Het wordt overgedragen van de delen van een lichaam (of systeem) met een hogere temperatuur naar de delen waar de temperatuur lager is. Het proces gaat door totdat de temperatuur in het lichaam (of systeem) gelijk is.

Thermische energie is eigenlijk de kinetische energie van de structurele elementen van de materie. Thermisch geleidingsvermogen is respectievelijk een overdracht van deze kinetische energie en vindt plaats in de chaotische botsingen van deeltjes.

Afhankelijk van hun vermogen om een ​​gemakkelijke beweging van de thermische energie mogelijk te maken, worden de stoffen verdeeld in geleiders en isolatoren. De geleiders (bijvoorbeeld metalen) maken een gemakkelijke verplaatsing van de thermische energie erdoorheen mogelijk, terwijl de isolatoren (bijvoorbeeld kunststof) dit niet toelaten.

Bijna elke energieoverdracht is gerelateerd aan het vrijkomen van thermische energie.

De eenheid voor het meten van thermische energie op het SI-systeem is Joule (J). Een andere vaak gebruikte eenheid is Calorie. Thermische energie die overeenkomt met energie bij een temperatuur van 1 K is 1.380 × 10^-23 J.

Verschil tussen temperatuur en thermische energie

1. Definitie

Temperatuur: De gemiddelde kinetische energie van de structurele elementen van een systeem (atomen, moleculen, geladen deeltjes) wordt temperatuur genoemd.

Thermische energie: De totale kinetische energie van de structurele elementen van een systeem wordt thermische energie genoemd.

2. waarden

Temperatuur: De temperatuur kan positief en negatief zijn.

Thermische energie: De thermische energie heeft altijd positieve waarden.

3. Meeteenheden

Temperatuur: De temperatuur wordt gemeten in Celsius, Kelvin en Fahrenheit.

Thermische energie: De thermische energie wordt gemeten in Joule en Calorie.

4. Kwantitatieve afhankelijkheid

Temperatuur: De temperatuur is niet afhankelijk van de hoeveelheid van de stof - het is gerelateerd aan de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes.

Thermische energie: De thermische energie is afhankelijk van de hoeveelheid van de stof - deze is gerelateerd aan de totale kinetische energie van de deeltjes.

Temperatuur versus thermische energie: vergelijkingsschema

Samenvatting van temperatuur versus thermische energie

• De gemiddelde kinetische energie van de structurele elementen van een systeem (atomen, moleculen, geladen deeltjes) wordt temperatuur genoemd.
• De totale kinetische energie van de structurele elementen van een systeem wordt thermische energie genoemd.
• De temperatuur kan positief of negatief zijn, terwijl de thermische energie altijd positieve waarden heeft.
• De temperatuur wordt gemeten in Celsius, Kelvin en Fahrenheit. De thermische energie wordt gemeten in Joule en Calorie.
• De temperatuur is niet afhankelijk van de hoeveelheid van de stof - het is gerelateerd aan de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes.
• De thermische energie is afhankelijk van de hoeveelheid van de stof - deze is gerelateerd aan de totale kinetische energie van de deeltjes.