Každý má pocit rozdielu medzi „horúcim“ a „studeným“, minimálne v relatívnom meradle ako teplota. Ak dáte liter vody, ktorá sedela na pulte pri izbovej teplote, do bežne fungujúcej chladničky, ochladí sa. Ak ho namiesto toho umiestnite na tri minúty do mikrovlnnej rúry nastavenej na vysokú teplotu, oteplí sa.
Pretože „horúci“ a „chladný“ sú subjektívne pojmy a môžu pre rôznych ľudí znamenať rôzne veci v rôznych časoch, an pre vedcov a ostatných je potrebná objektívna škála, aby mohli v numerickej škále presne opísať „horúčavu“ a „chlad“. Tou stupnicou je samozrejme teplota, ktorej najbežnejšie jednotky na celom svete sú kelvin (K), stupne Celzia (° C) a stupne Fahrenheita (° F).
Teplota zase nejde o meranie „tepla“, ktoré má jednotky energie a vo fyzikálnych vedách je prenosnou veličinou. Teplota je mierou priemernej kinetickej energie molekúl v hmote; pohyb týchto molekúl generuje teplo. Ak ste stále zmätení, nemusíte mať obavy. Ešte sa len rozcvičujete!
Čo je to teplo a odkiaľ pochádza?
Zahrejte
Teplo sa zvyčajne dodáva joulov (J), SI alebo medzinárodný systém, jednotka energie. To sa rovná 4,18 kalórie (cal), množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty o 1 gram (1 g) vody (H2O) o 1 stupeň Celzia (° C). („Kalória“ na štítkoch potravín je v skutočnosti kilokalória (kcal) alebo 1 000 kal.
Zahrievacia hmota spôsobuje urýchlenie častíc v tejto hmote; chladiaca hmota spôsobuje spomalenie častíc. To nakoniec vedie nielen k väčšiemu (alebo menšiemu) teplu a vyšším (alebo nižším) teplotám, ale aj k fázovým zmenám, o ktorých si čoskoro prečítate.
Definície pohybu častíc
Teplota je teoreticky neobmedzené množstvo na vyššej hranici, ale jeho hodnota nemôže byť nižšia ako 0 K, čo sa rovná teplote známej ako absolútna nula. Záporné hodnoty sú nemožné, pretože molekuly a atómy nemôžu mať „negatívny pohyb“. Môžu iba úplne prestať vibrovať a v dôsledku toho neuvoľňovať teplo.
The priemerná kinetická energia molekúl vo vzorke, či už je to pevná látka, kvapalina alebo plyn, sa používa na stanovenie teploty, pretože táto hodnota je pri danej teplote stabilná.
Hodnota individuálnej kinetickej energie danej molekuly sa bude časom meniť, najmä pri vysokých teplotách. Pretože sa zvyčajne hodnotia milióny častíc, priemer týchto energetických hodnôt zostáva rovnaký, ak experimentálne podmienky nie sú narušené (tj. pre plyn, tlak, objem a počet častíc v vzorka).
Stavy hmoty, tepla a teploty
Štátoch alebo fázy hmoty zodpovedajú kinetickej energii molekúl v látke.
Záležitosť v pevný skupenstvo má „chladnejšie molekuly“ ako rovnaká látka dostatočne zohriate na to, aby sa roztopila alebo aby sa stala tekutou. (Kvapalina, ktorá sa stáva pevnou, pretože ochladzuje a stráca teplo, sa nazýva zmrazenie.) Kvapalina nadobúda tvar nádoby pri zachovaní svojho objemu, aby molekuly mohli kĺzať okolo seba, ale len veľmi málo z nich môže „uniknúť“ do okolia atmosféra.
Záležitosť v plyn alebo plynný štát má najvyššiu kinetickú energiu a „najhorúcejšie“ častice vo svojich fázach existencie. Jednotlivé častice nie sú susediace a môžu sa namiesto toho odrážať od seba a od stien nádoby, ktoré plyn ľahko plní, s jeho časticami rovnomerne rozloženými po celom zásobníku, ale stále v pohybe.