ყველას აქვს გრძნობა განსხვავებისა "ცხელსა" და "ცივს" შორის, თუნდაც შედარებით მასშტაბური მასშტაბით, როგორიცაა ტემპერატურა. თუ ჩვეულებრივ მოქმედ მაცივარში განათავსეთ ერთი ლიტრი წყალი, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე დახლზე იჯდა, გაცივდება. თუ ამის ნაცვლად სამ წუთში მაღალ მიკროტალღურ ღუმელში მოათავსებთ, ის უფრო თბილი გახდება.
იმის გამო, რომ "ცხელი" და "ცივი" სუბიექტური ტერმინებია და სხვადასხვა დროს შეიძლება სხვადასხვა ადამიანისთვის სხვადასხვა მნიშვნელობა ჰქონდეს, ობიექტური მასშტაბი საჭიროა მეცნიერებისა და სხვებისთვის, რომ ზუსტად აღწერონ "სიცხე" და "სიცივე" რიცხვითი მასშტაბით. ეს მასშტაბი, რა თქმა უნდა, ტემპერატურაა, რომლის ყველაზე გავრცელებული ერთეულებია კელვინი (K), გრადუსი ცელსიუსი (° C) და ფარენგეიტის (° F) გრადუსი.
ტემპერატურა თავის მხრივ, ეს არ არის "სითბოს" გაზომვა, რომელსაც აქვს ენერგიის ერთეულები და არის ფიზიკური მეცნიერების გადასაცემი რაოდენობა. ტემპერატურა არის ნივთიერებაში მოლეკულების საშუალო კინეტიკური ენერგიის საზომი; ამ მოლეკულების მოძრაობა წარმოქმნის სითბოს. თუ ისევ დაბნეული ხართ, არ ინერვიულოთ. თქვენ უბრალოდ თბებით!
რა არის სითბო და საიდან მოდის იგი?
სითბო შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც ენერგიის საერთო რაოდენობა, რომელიც წარმოიქმნება ნივთიერების მოლეკულური მოძრაობით. სითბო შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც "მიედინება" იმ ადგილებიდან, სადაც ბევრია იქ, სადაც შედარებით ცოტაა, ისევე, როგორც წყალი მიედინება გრავიტაციისა და მოლეკულების ზემოქმედების ქვეშ დაღმართი უფრო მაღალი კონცენტრაციის (ნაწილაკების სიმკვრივის) უბნებიდან ქვედა ნაწილებში გადადის კონცენტრაცია.
ჩვეულებრივ სითბოს მიეცემა ჯოული (J), SI, ან საერთაშორისო სისტემა, ენერგიის ერთეული. ეს უდრის 4.18-ს კალორიებს (cal), სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 გრამი (1 გ) წყლის ტემპერატურის ასამაღლებლად (H2ო) 1 გრადუსი ცელსიუსით (° C). ("კალორია" საკვების ეტიკეტზე არის სინამდვილეში კილოკალორია (კკალ), ანუ 1000 კალორია.
გათბობის მატერია იწვევს ამ ნივთიერების ნაწილაკების დაჩქარებას; გამაგრილებელი ნივთიერება იწვევს ნაწილაკების შენელებას. საბოლოოდ, ეს იწვევს არა მხოლოდ მეტ (ან ნაკლებ) სიცხეს და მაღალ (ან დაბალ) ტემპერატურას, არამედ ფაზის ცვლილებებს, რომელთა შესახებაც მალე წაიკითხავთ.
ნაწილაკების მოძრაობის განმარტებები
ტემპერატურა თეორიულად შეუზღუდავი სიდიდეა მაღალ ბოლოს, მაგრამ მისი მნიშვნელობა არ შეიძლება იყოს 0 K– ზე დაბალი, რაც ტოლია აბსოლუტური ნულის სახელით ცნობილი ტემპერატურისა. უარყოფითი მნიშვნელობები შეუძლებელია, რადგან მოლეკულებსა და ატომებს არ აქვთ "უარყოფითი მოძრაობა". მათ უბრალოდ შეუძლიათ საერთოდ შეაჩერონ ვიბრაცია და შედეგად არ გაათავისუფლონ სითბო.
საშუალო კინეტიკური ენერგია მოლეკულების ნიმუში, იქნება ეს მყარი, თხევადი თუ გაზი, გამოიყენება ტემპერატურის დასადგენად, რადგან მოცემული ტემპერატურის მაჩვენებელი სტაბილურია.
მოცემული მოლეკულის ინდივიდუალური კინეტიკური ენერგიის ღირებულება დროთა განმავლობაში იცვლება, განსაკუთრებით მაღალ ტემპერატურაზე. მას შემდეგ, რაც მილიონობით ნაწილაკი ჩვეულებრივ ფასდება, ამ ენერგეტიკული მნიშვნელობების საშუალო იგივე რჩება, თუ ექსპერიმენტული პირობები არ ირღვევა (მაგ., გაზი, წნევა, მოცულობა და ნაწილაკების რაოდენობა ნიმუში).
მატერიის, სითბოს და ტემპერატურის მდგომარეობა
სახელმწიფოები ან მატერიის ფაზები შეესაბამება ნივთიერებაში მოლეკულების კინეტიკურ ენერგიას.
მნიშვნელობა აქვს მყარი ამ სახელმწიფოს აქვს "უფრო ცივი მოლეკულები", ვიდრე იგივე ნივთიერება თბება საკმარისად, რომ მოხდეს მისი დნობა ან გახდეს თხევადი. (თხევადი ხდება მყარი, რადგან ის ენერგია კლებულობს და სითბოს კარგავს, ყინვას უწოდებენ.) თხევადი იღებს კონტეინერის ფორმას მოცულობის შენარჩუნებისას, ასე რომ, მოლეკულას შეუძლია გადაიტანოს ერთმანეთს, მაგრამ ძალიან ცოტას შეუძლია "გაქცევა" გარემოში ატმოსფერო.
მნიშვნელობა აქვს გაზი ან გაზური სახელმწიფოს აქვს თავისი უმაღლესი კინეტიკური ენერგია და არსებობის ფაზების "ყველაზე ცხელი" ნაწილაკები. ცალკეული ნაწილაკები არ არიან მომიჯნავე და ამის ნაცვლად შეუძლიათ ერთმანეთისა და კონტეინერის კედლების გადახტომა, რომელსაც გაზი ადვილად ავსებს, მისი ნაწილაკები თანაბრად ნაწილდება მთელ კონტეინერში, მაგრამ კვლავ მოძრაობს.