Ikvienam ir sajūta par atšķirību starp "karstu" un "aukstu", vismaz tādā relatīvā mērogā kā temperatūra. Ja jūs ievietojat litru ūdens, kas istabas temperatūrā ir sēdējis uz letes, normāli funkcionējošā ledusskapī, tas kļūs vēsāks. Ja jūs to ievietojat mikroviļņu krāsnī, kas trīs minūtes ir iestatīta uz augstu, tā kļūs siltāka.
Tā kā "karsts" un "auksts" ir subjektīvi termini un dažādiem cilvēkiem dažādos laikos var nozīmēt dažādas lietas, an objektīva skala ir nepieciešama, lai zinātnieki un citi cilvēki precīzi aprakstītu "karstumu" un "aukstumu" skaitliskā skalā. Šī skala, protams, ir temperatūra, kuras izplatītākās vienības visā pasaulē ir kelvins (K), grādi pēc Celsija (° C) un grādi pēc Fārenheita (° F).
Temperatūra savukārt tas nav "siltuma" mērījums, kam ir enerģijas vienības un kas ir pārnesams lielums fizikā. Temperatūra ir vielas molekulu vidējās kinētiskās enerģijas mērs; šo molekulu kustība rada siltumu. Ja jūs joprojām esat apmulsis, neuztraucieties. Jūs tikai iesildāties!
Kas ir siltums un no kurienes tas rodas?
Siltums var iedomāties kā kopējo enerģijas daudzumu, kas rodas vielas molekulārās kustības rezultātā. Siltumu var iedomāties kā "plūstošu" no vietām, kur to ir daudz, uz vietām, kur ir salīdzinoši maz, tāpat kā ūdens plūst lejup smaguma un molekulu ietekmē mēdz pārvietoties no apgabaliem ar lielāku koncentrāciju (daļiņu blīvumu) uz zemākas koncentrēšanās.
Siltums parasti tiek dots džoulus (J), SI vai starptautiska sistēma, enerģijas vienība. Tas ir vienāds ar 4,18 kalorijas (cal), siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai paaugstinātu 1 grama (1 g) ūdens (H2O) par 1 grādu pēc Celsija (° C). ("Kalorija" uz pārtikas produktu etiķetēm faktiski ir kilokalorija (kcal) vai 1000 kalorijas.
Siltuma ietekmē paātrinās tajā esošās daļiņas; dzesējošā viela izraisa daļiņu palēnināšanos. Galu galā tas noved pie ne tikai vairāk (vai mazāk) siltuma un augstākas (vai zemākas) temperatūras, bet arī fāžu izmaiņas, par kurām jūs drīz izlasīsit.
Daļiņu kustības definīcijas
Temperatūra ir teorētiski neierobežots lielums augstākajā galā, bet tā vērtība nevar būt zemāka par 0 K, kas ir vienāda ar temperatūru, kas pazīstama kā absolūtā nulle. Negatīvās vērtības nav iespējamas, jo molekulām un atomiem nevar būt "negatīva kustība". Viņi var tikai pārtraukt vibrēšanu vispār un tā rezultātā neizdalīt siltumu.
The vidējā kinētiskā enerģija temperatūras noteikšanai izmanto paraugā esošo molekulu - cieto, šķidro vai gāzveida - daudzumu, jo šī vērtība noteiktā temperatūrā ir stabila.
Konkrētas molekulas kinētiskās enerģijas vērtība laika gaitā mainīsies, īpaši augstās temperatūrās. Tā kā parasti tiek vērtēti miljoniem daļiņu, šo enerģētisko vērtību vidējā vērtība paliek nemainīga, ja eksperimentālie apstākļi nav traucēti (t.i., gāzei, spiedienam, tilpumam un daļiņu skaitam paraugs).
Matērijas, siltuma un temperatūras stāvokļi
Štatos vai matērijas fāzes atbilst vielas molekulu kinētiskajai enerģijai.
Jautājums ciets stāvoklī ir "aukstākas molekulas" nekā tai pašai vielai, kas pietiekami uzkarsēta, lai to izkausētu vai izraisītu šķidruma izdalīšanos. (Šķidrums kļūst ciets, jo tas atdziest un zaudē siltumu, tiek saukts par sasalšanu.) Šķidrums uzņem tā trauka formu saglabājot tā tilpumu, molekulas var slīdēt garām viena otrai, bet ļoti maz var "aizbēgt" apkārtējā vidē atmosfēru.
Jautājums gāze vai gāzveida valstij ir visaugstākā kinētiskā enerģija un "karstākās" daļiņas pastāvēšanas fāzēs. Atsevišķas daļiņas nav blakus, un tās var atlecēt viena no otras un no trauka sienām, kuru gāze viegli piepilda, ar daļiņām vienmērīgi sadaloties pa visu trauku, bet joprojām kustībā.