Vsak ima občutek razlike med "vročim" in "hladnim", vsaj v relativnem merilu, kot je temperatura. Če v normalno delujoč hladilnik daste liter vode, ki je sedela na pultu pri sobni temperaturi, bo hladneje. Če jo namesto tega za tri minute postavite v mikrovalovno pečico, nastavljeno na visoko, bo postala toplejša.
Ker sta "vroče" in "hladno" subjektivna izraza in lahko različnim ljudem v različnih obdobjih pomenita različne stvari, an Objektivna lestvica je potrebna, da znanstveniki in drugi natančno opišejo "vročino" in "hladnost" na številčni lestvici. Ta lestvica je seveda temperatura, katere najpogostejše enote po vsem svetu so kelvin (K), stopinje Celzija (° C) in stopinje Fahrenheita (° F).
Temperatura po drugi strani ni merjenje "toplote", ki ima enote energije in je prenosljiva količina v fizikalni znanosti. Temperatura je merilo povprečne kinetične energije molekul v snovi; gibanje teh molekul ustvarja toploto. Če ste še vedno zmedeni, brez skrbi. Pravkar se ogreješ!
Kaj je toplota in od kod prihaja?
Vročina lahko predstavljamo kot skupno količino energije, ki je posledica molekularnega gibanja snovi. Toploto si lahko predstavljamo, da "teče" od krajev, kjer jo je veliko, do krajev, kjer je razmeroma malo, tako kot teče voda navzdol pod vplivom gravitacije in molekule se navadno premikajo z območij z višjo koncentracijo (gostota delcev) na območja z nižjo koncentracijo koncentracija.
Običajno je vročina dana džuli (J), SI ali mednarodni sistem, enota energije. To je enako 4,18 kalorij (cal), količina toplote, potrebna za povišanje temperature 1 grama (1 g) vode (H2O) za 1 stopinjo Celzija (° C). ("Kalorija" na etiketah na živilih je dejansko kilokalorija (kcal) ali 1000 kal.
Segrevanje snovi povzroči, da se delci v tej snovi pospešijo; hlajenje snovi povzroči upočasnitev delcev. Sčasoma to ne vodi le do večje (ali manj) vročine in višjih (ali nižjih) temperatur, temveč do faznih sprememb, o katerih boste kmalu prebrali.
Opredelitve gibanja delcev
Temperatura je teoretično neomejena količina na zgornjem koncu, vendar njena vrednost ne sme biti nižja od 0 K, kar je enako temperaturi, znani kot absolutna ničla. Negativne vrednosti so nemogoče, ker molekule in atomi ne morejo imeti "negativnega gibanja". Preprosto lahko popolnoma prenehajo vibrirati in ne sproščajo toplote.
The povprečna kinetična energija molekul v vzorcu, naj bo trdna, tekoča ali plinska, se uporablja za določanje temperature, ker je ta vrednost pri dani temperaturi stabilna.
Vrednost posamezne kinetične energije dane molekule se bo sčasoma spreminjala, zlasti pri visokih temperaturah. Ker se običajno ocenjujejo milijoni delcev, ostane srednja vrednost teh energijskih vrednosti enaka, če eksperimentalni pogoji niso moteni (tj. za plin, tlak, prostornino in število delcev v vzorec).
Stanja snovi, toplote in temperature
Državah ali faze snovi ustrezajo kinetični energiji molekul v snovi.
Zadeva v trdna ima "hladnejše molekule" kot ista snov, segreta dovolj, da jo stopi ali povzroči, da postane tekoča. (Tekočina postane trdna, ker se ohladi in izgubi toploto, se imenuje zmrzovanje.) Tekočina prevzame obliko vsebnika medtem ko ohranjajo svoj volumen, tako da molekule lahko zdrsnejo druga mimo druge, a le redke lahko »uidejo« v okolje vzdušje.
Zadeva v plin ali plinast država ima v svojih fazah obstoja najvišjo kinetično energijo in "najbolj vroče" delce. Posamezni delci niso sosednji in se lahko odbijajo drug od drugega in sten posode, ki ga plin zlahka napolni z delci, ki so enakomerno porazdeljeni po posodi, vendar še vedno v gibanju.