Toplinska energija u odnosu na temperaturu
Toplinska energija i temperatura dva su pojma o kojima se raspravlja u fizici. Ti se pojmovi široko koriste i raspravljaju se u termodinamici i toplini. Pojmovi toplinske energije i temperature igraju vrlo važnu ulogu u područjima poput topline i termodinamike, strojarstva, fizikalne kemije, fizike, astronomije i raznih drugih područja. U ovom ćemo članku raspraviti što su toplinska energija i temperatura, njihove definicije, primjena toplinske energije i temperature, dimenzije i jedinice toplinske energije i temperature, te na kraju sličnosti i razlike između toplinske energije i temperature.
Termalna energija
Toplinska energija, koja je češće poznata kao toplina, oblik je energije. Mjeri se u džulima. Toplinska energija je unutarnja energija za zadani sustav. Toplinska energija je uzrok temperature sustava. Svaki sustav koji ima temperaturu iznad apsolutne nule ima pozitivnu toplinsku energiju. Toplinska energija nastaje uslijed slučajnih kretanja molekula, atoma i elektrona sustava. Sami atomi ne sadrže nikakvu toplinsku energiju, ali imaju kinetičke energije. Kada se ti atomi sudaraju jedni s drugima i sa stijenkama sustava, oslobađaju toplinsku energiju kao fotoni. Zagrijavanje takvog sustava povećat će toplinsku energiju sustava.
Toplinska energija je oblik slučajne energije koja nije u stanju obaviti posao kad se uzme u obzir cijeli sustav. Što je veća toplinska energija sustava, veća će biti slučajnost sustava. Toplinska energija može se pretvoriti u mehaničku energiju pomoću toplinskog stroja. U teoriji se toplinska energija ne može pretvoriti u mehaničku energiju sa 100% učinkovitosti. To je zbog univerzalnog povećanja entropije zbog ciklusa toplinskog stroja.
Temperatura
Temperatura je mjerljivo toplinsko svojstvo sustava. Mjeri se u Kelvinima, Celzijusima ili Fahrenheitima. SI jedinica za mjerenje temperature je Kelvin.
Toplinska energija sustava proporcionalna je apsolutnoj temperaturi sustava. Ako je sustav na apsolutnoj nuli (nula kelvina), toplinska energija sustava također je nula. Međutim, objekt s višom temperaturom može nositi manju toplinsku energiju. To je zbog razloga što toplinska energija ovisi o masi predmeta, toplinskom kapacitetu objekta, kao i o temperaturi predmeta.
Koja je razlika između temperature i toplinske energije?
• Toplinska energija nije izravno mjerljiva veličina, dok je temperatura mjerljiva veličina.
• Temperatura objekta može poprimiti negativne vrijednosti, ovisno o jediničnom sustavu koji se koristi za mjerenje temperature, ali toplinska energija sustava ne može biti negativna.
• Temperatura se mjeri u Kelvinima, dok se toplinska energija mjeri u Jouleima.
• Predmet može izgubiti ili dobiti toplinsku energiju u prijelazu stanja bez promjene temperature sustava.
