Sıcaklık ve Termal Enerji Arasındaki Fark

Sıcaklık Nedir?

Sıcaklık, termodinamik dengedeki makroskopik bir sistemin parçacıklarının ortalama kinetik enerjisini karakterize eden fiziksel bir özelliktir. Sıcak ve soğuk kavramlarını ölçen maddenin bir özelliğidir. Daha sıcak gövdeler daha soğuk olanlardan daha yüksek bir sıcaklığa sahiptir.

Sıcaklık, fizik, jeoloji, kimya, atmosfer bilimleri ve biyoloji gibi doğa bilimlerinin tüm alanlarında önemli bir rol oynar. Katı, sıvı, gaz veya plazma fazı, yoğunluk, çözünürlük, buhar basıncı ve elektriksel iletkenlik dahil olmak üzere maddelerin fiziksel özelliklerinin çoğu sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık, kimyasal reaksiyonların hızının ve kapsamının belirlenmesinde de önemli bir rol oynar..

Kantitatif olarak sıcaklık termometrelerle ölçülür. Günümüzde bilim ve endüstride üç sıcaklık ölçeği kullanılmaktadır. Bunlardan ikisi SI sisteminde - Celsius ve Kelvin ölçekleri. Fahrenheit ölçeği esas olarak Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılır.

Farklı sıcaklıklara sahip iki cisim temas ettiğinde, aralarında ısı değişimi gerçekleşir, bu da daha sıcak gövdenin soğumasına ve daha soğuk gövdenin ısınmasına neden olur. Isı değişimi, cisimler eşit sıcaklıkta olduğunda durur. Sonra aralarında termal denge kurulur.

Sıcaklık, parçacıkların ısı hareketinin yoğunluğunun bir ölçüsüdür. Sıcaklık yükseldiğinde Brown'ın hareketi daha da yoğunlaşır. Difüzyon ayrıca yüksek sıcaklıklarda daha hızlı gerçekleşir. Bu örnekler sıcaklığın doğrudan yapısal elemanların kaotik hareketi ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Isıtılmış cisimlerin parçacıkları daha yüksek kinetik enerjiye sahiptir - daha yoğun hareket ederler. Temas halinde, daha yüksek sıcaklıktaki vücut parçacıkları, kinetik enerjilerinin bir kısmını soğutucu gövdenin parçacıklarına verir. Bu süreç, iki cisimdeki parçacık hareketinin yoğunluğu eşit oluncaya kadar devam eder. Isı olayları bu nedenle yapısal elemanların kaotik hareketi ile ilişkilidir, bu yüzden bu harekete termal denir.

Termal hareketin kaotik doğası nedeniyle, parçacıkların çeşitli kinetik enerjileri vardır. Sıcaklık arttıkça, daha yüksek kinetik enerjiye sahip parçacıkların sayısı artar, yani ısı hareketi daha yoğunlaşır.

Sıcaklık düştüğünde termal hareketin yoğunluğu azalır. Parçacıkların termal hareketinin sona erdirildiği sıcaklığa mutlak sıfır denir. Celsius ölçeğindeki mutlak sıfır, -273.16 ° C'lik bir sıcaklığa karşılık gelir.

Termal Enerji Nedir?

Enerji, bir sistemin çevrenin durumunu değiştirme veya çalışma yapma yeteneğini karakterize eden fiziksel bir özelliktir. Herhangi bir parçacığa, nesneye veya sisteme atfedilebilir. Genellikle ilgili kuvvetin adını taşıyan farklı enerji formları vardır..

Bir sistemin yapısal elemanlarının (atomlar, moleküller, yüklü parçacıklar) toplam kinetik enerjisine termal enerji denir. Sistemi oluşturan yapısal elemanların hareketi ile ilişkili bir enerji şeklidir..

Bir cismin sıcaklığı arttıkça, yapısal elemanların kinetik enerjisi artar. Kinetik enerji arttıkça vücudun termal enerjisi de artar. Bu nedenle, vücutların termal enerjisi sıcaklıklarının artmasıyla artar..

Termal enerji vücut kütlesine bağlıdır. Örneğin, bir bardak su ve aynı sıcaklıkta bir göl alalım. Aynı su sıcaklığında, moleküllerin ortalama kinetik enerjisi aynıdır. Ancak gölde moleküllerin miktarı ve sırasıyla suyun termal enerjisi önemli ölçüde daha büyüktür.

Termal enerjinin transferi, sürekli madde sisteminde bir sıcaklık gradyanı olduğunda meydana gelir. Termal enerji iletim, konveksiyon ve radyasyon ile aktarılabilir. Daha yüksek sıcaklıktaki bir gövdenin (veya sistemin) parçalarından sıcaklığın daha düşük olduğu parçalara iletilir. İşlem, vücuttaki (veya sistemdeki) sıcaklık eşit olana kadar devam eder.

Termal enerji aslında maddenin yapısal elemanlarının kinetik enerjisidir. Termal iletkenlik, sırasıyla, bu kinetik enerjinin bir transferidir ve parçacıkların kaotik çarpışmalarında ortaya çıkar.

Termal enerjinin kolay hareketine izin verme yeteneklerine bağlı olarak, maddeler iletkenlere ve izolatörlere ayrılır. İletkenler (örn. Metaller), ısı enerjisinin içinden kolayca hareket etmesine izin verirken, yalıtkanlar (örneğin plastik) buna izin vermez.

Neredeyse her enerji transferi termal enerjinin serbest bırakılmasıyla ilgilidir.

SI sistemindeki termal enerjinin ölçüm birimi Joule (J) 'dir. Sık kullanılan bir başka birim de Kalori'dir. 1 K sıcaklıkta enerjiye karşılık gelen termal enerji 1.380 × 10'dur.^-23 J.

Sıcaklık ve Termal Enerji Arasındaki Fark

1. Tanım

Sıcaklık: Bir sistemin yapısal elemanlarının (atomlar, moleküller, yüklü parçacıklar) ortalama kinetik enerjisine sıcaklık denir.

Termal enerji: Bir sistemin yapısal elemanlarının toplam kinetik enerjisine termal enerji denir.

2. Değerler

Sıcaklık: Sıcaklık pozitif ve negatif olabilir.

Termal enerji: Termal enerji her zaman pozitif değerlere sahiptir.

3. Ölçü birimleri

Sıcaklık: Sıcaklık Celsius, Kelvin ve Fahrenheit olarak ölçülür.

Termal enerji: Termal enerji Joule ve Kalori ile ölçülür.

4. Nicel bağımlılık

Sıcaklık: Sıcaklık, maddenin miktarına bağlı değildir - parçacıkların ortalama kinetik enerjisi ile ilgilidir.

Termal enerji: Termal enerji, maddenin miktarına bağlıdır - parçacıkların toplam kinetik enerjisi ile ilgilidir.

Sıcaklık ve Termal Enerji: Karşılaştırma Tablosu

Sıcaklık ve Termal Enerji Özeti

• Bir sistemin yapısal elemanlarının (atomlar, moleküller, yüklü parçacıklar) ortalama kinetik enerjisine sıcaklık denir.
• Bir sistemin yapısal elemanlarının toplam kinetik enerjisine termal enerji denir.
• Sıcaklık pozitif veya negatif olabilirken, termal enerji her zaman pozitif değerlere sahiptir.
• Sıcaklık Celsius, Kelvin ve Fahrenheit olarak ölçülür. Termal enerji Joule ve Kalori ile ölçülür.
• Sıcaklık, maddenin miktarına bağlı değildir - parçacıkların ortalama kinetik enerjisi ile ilgilidir.
• Termal enerji, maddenin miktarına bağlıdır - parçacıkların toplam kinetik enerjisi ile ilgilidir.