Iedereen heeft een idee van het verschil tussen 'warm' en 'koud', tenminste op een relatieve schaal zoals temperatuur. Als je een liter water dat op kamertemperatuur op het aanrecht heeft gestaan in een normaal functionerende koelkast doet, wordt het kouder. Als u het in plaats daarvan gedurende drie minuten in een magnetronoven op de hoogste stand plaatst, wordt het warmer.
Omdat "heet" en "koud" subjectieve termen zijn en verschillende dingen kunnen betekenen voor verschillende mensen op verschillende tijdstippen, en Een objectieve schaal is nodig voor wetenschappers en anderen om "heet" en "koud" precies te beschrijven op een numerieke schaal. Die schaal is natuurlijk temperatuur, waarvan de meest voorkomende wereldwijd kelvin (K), graden Celsius (°C) en graden Fahrenheit (°F) zijn.
Temperatuur op zijn beurt is het geen meting van 'warmte', die eenheden van energie heeft en een overdraagbare grootheid is in de natuurwetenschap. Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van moleculen in materie; de beweging van deze moleculen genereert warmte. Als je nog steeds in de war bent, geen zorgen. Je wordt er gewoon warm van!
Wat is warmte en waar komt het vandaan?
Warmte kan worden gezien als de totale hoeveelheid energie die voortvloeit uit de moleculaire beweging van een stof. Warmte kan worden gezien als "stromend" van plaatsen waar er veel van is naar plaatsen waar er relatief weinig is, net zoals water stroomt bergafwaarts onder invloed van de zwaartekracht en moleculen hebben de neiging zich te verplaatsen van gebieden met een hogere concentratie (deeltjesdichtheid) naar gebieden met een lagere concentratie.
Warmte wordt meestal gegeven joules (J), de SI, of het internationale systeem, eenheid van energie. Dit is gelijk aan 4.18 calorieën (cal), de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van 1 gram (1 g) water (H .) te verhogen2O) met 1 graad Celsius (°C). (De "calorie" op voedseletiketten is eigenlijk een kilocalorie (kcal), of 1.000 cal.
Door verhitting van materie versnellen deeltjes in die materie; koelende materie zorgt ervoor dat de deeltjes vertragen. Uiteindelijk leidt dit niet alleen tot meer (of minder) hitte en hogere (of lagere) temperaturen, maar ook tot faseveranderingen, waarover je binnenkort zult lezen.
Definities van deeltjesbeweging
Temperatuur is een theoretisch onbeperkte hoeveelheid aan de bovenkant, maar de waarde kan niet lager zijn dan 0 K, wat gelijk is aan een temperatuur die bekend staat als het absolute nulpunt. Negatieve waarden zijn onmogelijk omdat moleculen en atomen geen "negatieve beweging" kunnen hebben. Ze kunnen alleen maar helemaal stoppen met trillen en als gevolg daarvan geen warmte afgeven.
De gemiddelde kinetische energie van moleculen in een monster, of het nu vast, vloeibaar of gasvormig is, wordt gebruikt om de temperatuur vast te stellen, omdat deze waarde stabiel is bij een bepaalde temperatuur.
De individuele kinetische energiewaarde van een bepaald molecuul zal in de loop van de tijd variëren, vooral bij hoge temperaturen. Aangezien er doorgaans miljoenen deeltjes worden beoordeeld, blijft het gemiddelde van deze energiewaarden hetzelfde als experimentele omstandigheden worden niet verstoord (d.w.z. voor een gas, druk, volume en het aantal deeltjes in de monster).
Toestanden van materie, warmte en temperatuur
Staten of fasen van materie overeenkomen met de kinetische energie van de moleculen in een stof.
Materie in de solide staat heeft "koudere moleculen" dan dezelfde stof die voldoende is verwarmd om deze te smelten of vloeibaar te maken. (Vloeistof die vast wordt omdat het afkoelt en warmte verliest, wordt bevriezing genoemd.) Vloeistof neemt de vorm aan van zijn container met behoud van het volume, zodat moleculen langs elkaar kunnen schuiven, maar slechts weinigen kunnen "ontsnappen" in de omgeving atmosfeer.
Materie in de gas- of gasvormig staat heeft zijn hoogste kinetische energie en de "heetste" deeltjes in zijn fasen van bestaan. Afzonderlijke deeltjes zijn niet aaneengesloten en kunnen in plaats daarvan tegen elkaar en tegen de wanden van de container botsen, die een gas gemakkelijk vult, met zijn deeltjes gelijkmatig verdeeld over de container, maar nog steeds in beweging.
