לכל אחד יש תחושה של ההבדל בין "חם" ל"קר ", לפחות בקנה מידה יחסי כמו טמפרטורה. אם תכניסו ליטר מים שישב על השיש בטמפרטורת החדר למקרר המתפקד כרגיל, הוא יהפוך קר יותר. אם במקום זה מכניסים אותו לתנור מיקרוגל שמוגדר לגובה שלוש דקות, הוא יתחמם.
כי "חם" ו"קר "הם מונחים סובייקטיביים, ויכולים להיות דברים שונים לאנשים שונים בזמנים שונים, יש צורך בקנה מידה אובייקטיבי כדי שמדענים ואחרים יתארו במדויק את "החום" וה"קור "בסולם מספרי. סולם זה הוא כמובן טמפרטורה, שהיחידות הנפוצות ביותר בעולם כוללות קלווין (K), מעלות צלזיוס (° C) ומעלות פרנהייט (° F).
טֶמפֶּרָטוּרָה בתורו אינו מדידה של "חום", שיש לו יחידות אנרגיה והוא כמות הניתנת להעברה במדע הפיזיקלי. טמפרטורה היא מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולות בחומר; התנועה של מולקולות אלה מייצרת חום. אם אתה עדיין מבולבל, אל תדאג. אתה רק מתחמם!
מה זה חום ומאיפה זה בא?
חוֹם ניתן לראות ככמות האנרגיה הכוללת הנובעת מהתנועה המולקולרית של חומר. ניתן לראות את החום כ"זורם "ממקומות שיש בו הרבה למקומות שיש מעט יחסית, בדיוק כמו שזורמים מים במורד בהשפעת כוח הכבידה והמולקולות נוטות לעבור מאזורים בעלי ריכוז גבוה יותר (צפיפות חלקיקים) לאזורים נמוכים יותר ריכוז.
בדרך כלל נותנים חום ב ג'אול (J), SI, או מערכת בינלאומית, יחידת אנרגיה. זה שווה ל- 4.18 קלוריות (cal), כמות החום הדרושה להעלאת הטמפרטורה של גרם אחד (1 גרם) מים (H2O) ב -1 מעלות צלזיוס (° C). (ה"קלוריות "על תוויות המזון הוא למעשה קילוקלוריה (קק"ל), או 1,000 קלוריות.
חומר חימום גורם לחלקיקים בחומר זה להאיץ; חומר קירור גורם לחלקיקים להאט. בסופו של דבר, זה מוביל לא רק לטמפרטורות גבוהות יותר (או פחות) וטמפרטורות גבוהות יותר (או נמוכות יותר), אלא לשינויים שלב עליהם תקראו בקרוב.
הגדרות תנועת חלקיקים
טֶמפֶּרָטוּרָה היא כמות בלתי מוגבלת מבחינה תיאורטית בקצה הגבוה, אך הערך שלה יכול להיות לא נמוך מ- 0 K, השווה לטמפרטורה המכונה אפס מוחלט. ערכים שליליים הם בלתי אפשריים מכיוון שמולקולות ואטומים לא יכולים להיות בעלי "תנועה שלילית". הם יכולים פשוט להפסיק לרטוט לחלוטין ולא לשחרר שום חום כתוצאה מכך.
ה אנרגיה קינטית ממוצעת של מולקולות בדגימה, בין אם זה מוצק, נוזלי או גז, משמש לקביעת טמפרטורה מכיוון שערך זה יציב בטמפרטורה נתונה.
ערך האנרגיה הקינטית האישית של מולקולה נתונה ישתנה לאורך זמן, במיוחד בטמפרטורות גבוהות. מאחר שבדרך כלל מעריכים מיליוני חלקיקים, ממוצע ערכי האנרגיה הללו נשאר זהה אם תנאי הניסוי אינם מוטרדים (כלומר עבור גז, לחץ, נפח ומספר החלקיקים ב לִטעוֹם).
מצבי חומר, חום וטמפרטורה
מדינות אוֹ שלבי חומר תואמים את האנרגיה הקינטית של המולקולות בחומר.
עניין ב מוצק למדינה יש "מולקולות קרות יותר" מאותו החומר המחומם מספיק כדי להמיס אותו, או לגרום לו להיות נוזלי. (נוזל הופך להיות מוצק מכיוון שהוא מתקרר ומאבד חום נקרא הקפאה.) נוזל מקבל את צורת המיכל שלו תוך שמירה על נפח, כך מולקולות יכולות להחליק זו על זו, אך מעטות מאוד יכולות "לברוח" אל הסביבה אַטמוֹספֵרָה.
עניין ב גַז אוֹ גזית למדינה יש את האנרגיה הקינטית הגבוהה ביותר שלה ואת החלקיקים "הכי חמים" בשלבי קיומה. חלקיקים בודדים אינם רציפים ובמקום זאת הם יכולים להקפיץ זה את זה וקירות המכולה, אשר גז מתמלא בקלות, כאשר חלקיקיו מפוזרים באופן שווה בכל המיכל אך עדיין בתנועה.