Differenza tra temperatura ed energia termica

Cos'è la temperatura?

La temperatura è una proprietà fisica, che caratterizza l'energia cinetica media delle particelle di un sistema macroscopico in equilibrio termodinamico. È una proprietà della questione, che quantifica i concetti di caldo e freddo. I corpi più caldi hanno una temperatura più alta di quelli più freddi.

La temperatura gioca un ruolo importante in tutte le aree delle scienze naturali - fisica, geologia, chimica, scienze dell'atmosfera e biologia. Molte delle proprietà fisiche delle sostanze, inclusa la fase solida, liquida, gassosa o plasmatica, la densità, la solubilità, la tensione di vapore e la conduttività elettrica, dipendono dalla temperatura. Anche la temperatura gioca un ruolo importante nella determinazione della velocità e della portata delle reazioni chimiche.

Quantitativamente la temperatura viene misurata con termometri. Tre scale di temperatura sono attualmente utilizzate nella scienza e nell'industria. Due di loro sono sul sistema SI: le scale Celsius e Kelvin. La scala Fahrenheit è utilizzata principalmente negli Stati Uniti.

Quando due corpi con temperature diverse entrano in contatto, avviene uno scambio di calore tra di loro, facendo sì che il corpo più caldo si raffreddi e il corpo più freddo si riscaldi. Lo scambio di calore si arresta quando i corpi diventano a parità di temperatura. Quindi viene stabilito l'equilibrio termico tra di loro.

La temperatura è una misura dell'intensità del movimento di calore delle particelle. Il movimento di Brown diventa più intenso quando la temperatura aumenta. La diffusione si verifica anche più velocemente a temperature più elevate. Questi esempi mostrano che la temperatura è direttamente correlata al movimento caotico degli elementi strutturali. Le particelle dei corpi riscaldati hanno una maggiore energia cinetica - si muovono più intensamente. In contatto, le particelle del corpo con una temperatura più elevata producono parte della loro energia cinetica alle particelle del corpo più freddo. Questo processo continua fino a quando l'intensità del movimento delle particelle nei due corpi diventa uguale. I fenomeni di calore sono quindi associati al movimento caotico degli elementi strutturali, motivo per cui questo movimento è chiamato termico.

A causa della natura caotica del movimento termico, le particelle hanno una varietà di energie cinetiche. All'aumentare della temperatura, aumenta il numero di particelle che hanno una maggiore energia cinetica, cioè il movimento del calore diventa più intenso.

Quando la temperatura diminuisce, l'intensità del movimento termico diminuisce. La temperatura alla quale termina il movimento termico delle particelle è detta zero assoluto. Lo zero assoluto sulla scala Celsius corrisponde a una temperatura di -273,16 ° C.

Cos'è l'energia termica?

L'energia è una proprietà fisica che caratterizza la capacità di un sistema di cambiare lo stato dell'ambiente o di eseguire il lavoro. Può essere attribuito a qualsiasi particella, oggetto o sistema. Esistono diverse forme di energia, che spesso portano il nome della rispettiva forza.

L'energia cinetica totale degli elementi strutturali di un sistema (atomi, molecole, particelle cariche) è chiamata energia termica. È una forma di energia associata al movimento degli elementi strutturali che compongono il sistema.

All'aumentare della temperatura di un corpo aumenta l'energia cinetica degli elementi strutturali. All'aumentare dell'energia cinetica aumenta l'energia termica del corpo. Pertanto, l'energia termica dei corpi aumenta con l'aumento della loro temperatura.

L'energia termica dipende dalla massa corporea. Prendiamo, per esempio, una tazza d'acqua e un lago con la stessa temperatura. Alla stessa temperatura dell'acqua, l'energia cinetica media delle molecole è la stessa. Ma nel lago la quantità delle molecole e, rispettivamente, l'energia termica dell'acqua sono significativamente più grandi.

Il trasferimento di energia termica avviene ogni volta che si verifica un gradiente di temperatura in un sistema di materia continua. L'energia termica può essere trasferita per conduzione, convezione e radiazione. Viene trasmesso dalle parti di un corpo (o sistema) con una temperatura più elevata alle parti in cui la temperatura è inferiore. Il processo continua fino a quando la temperatura nel corpo (o sistema) è uguale.

L'energia termica è in realtà l'energia cinetica degli elementi strutturali della materia. La conducibilità termica è, rispettivamente, un trasferimento di questa energia cinetica e si verifica nelle collisioni caotiche delle particelle.

A seconda della loro capacità di consentire un facile spostamento dell'energia termica, le sostanze sono suddivise in conduttori e isolanti. I conduttori (ad esempio metalli) consentono un facile spostamento dell'energia termica attraverso di essi, mentre gli isolanti (ad esempio la plastica) non lo consentono.

Quasi ogni trasferimento di energia è correlato al rilascio di energia termica.

L'unità di misura dell'energia termica sul sistema SI è Joule (J). Un'altra unità usata spesso è Calorie. L'energia termica corrispondente all'energia a una temperatura di 1 K è 1380 × 10^-23 J.

Differenza tra temperatura ed energia termica

1. Definizione

Temperatura: L'energia cinetica media degli elementi strutturali di un sistema (atomi, molecole, particelle cariche) si chiama temperatura.

Energia termica: L'energia cinetica totale degli elementi strutturali di un sistema è chiamata energia termica.

2. Valori

Temperatura: La temperatura può essere positiva e negativa.

Energia termica: L'energia termica ha sempre valori positivi.

3. Unità di misura

Temperatura: La temperatura è misurata in gradi Celsius, Kelvin e Fahrenheit.

Energia termica: L'energia termica viene misurata in Joule e Calorie.

4. Dipendenza quantitativa

Temperatura: La temperatura non dipende dalla quantità della sostanza - è correlata all'energia cinetica media delle particelle.

Energia termica: L'energia termica dipende dalla quantità della sostanza - è correlata all'energia cinetica totale delle particelle.

Temperatura vs Energia termica: Tabella di confronto

Riepilogo della temperatura rispetto all'energia termica

• L'energia cinetica media degli elementi strutturali di un sistema (atomi, molecole, particelle cariche) si chiama temperatura.
• L'energia cinetica totale degli elementi strutturali di un sistema è chiamata energia termica.
• La temperatura può essere positiva o negativa, mentre l'energia termica ha sempre valori positivi.
• La temperatura è misurata in gradi Celsius, Kelvin e Fahrenheit. L'energia termica viene misurata in Joule e Calorie.
• La temperatura non dipende dalla quantità della sostanza - è correlata all'energia cinetica media delle particelle.
• L'energia termica dipende dalla quantità della sostanza - è correlata all'energia cinetica totale delle particelle.