Кожна людина відчуває різницю між "гарячим" і "холодним", принаймні в відносному масштабі, як температура. Якщо ви покладете літр води, яка сиділа на прилавку кімнатної температури, у нормально функціонуючий холодильник, він стане холоднішим. Якщо замість цього поставити його в мікрохвильову піч, встановлену на три хвилини, вона стане теплішою.
Оскільки "гаряче" та "холодне" - це суб'єктивні терміни, і вони можуть означати різні речі для різних людей у різний час, an об'єктивна шкала потрібна для вчених та інших, щоб точно описати "гарячість" і "холодність" у числовій шкалі. Ця шкала, звичайно, є температурою, найпоширенішими одиницями виміру в усьому світі є кельвін (K), градуси Цельсія (° C) і градуси Фаренгейта (° F).
Температура в свою чергу, не є виміром "тепла", яке має одиниці енергії і є передаваною величиною у фізичній науці. Температура - міра середньої кінетичної енергії молекул у речовині; рух цих молекул генерує тепло. Якщо ви все ще розгублені, не турбуйтеся. Ви просто розігріваєтесь!
Що таке тепло і звідки воно береться?
Тепло можна уявити як загальну кількість енергії, що виникає в результаті молекулярного руху речовини. Тепло можна уявити як "тече" з місць, де його багато, до місць, де його порівняно мало, так само, як тече вода під впливом сили тяжіння і молекули, як правило, рухаються з областей більшої концентрації (щільності частинок) в зони меншої концентрація.
Зазвичай тепло віддається джоулів (J), SI, або міжнародна система, одиниця енергії. Це дорівнює 4,18 калорій (кал), кількість тепла, необхідна для підвищення температури 1 г (1 г) води (H2O) на 1 градус Цельсія (° C). ("Калорія" на етикетках продуктів харчування насправді становить кілокалорію (ккал), або 1000 кал.
Нагріваюча речовина призводить до прискорення частинок у ній; охолоджуюча речовина призводить до уповільнення частинок. Врешті-решт це призводить не тільки до більшої (або меншої) спеки та вищих (або нижчих) температур, але до змін фаз, про які ви прочитаєте найближчим часом.
Визначення руху частинок
Температура є теоретично безмежною величиною у верхньому кінці, але її значення може бути не нижче 0 К, що дорівнює температурі, відомій як абсолютний нуль. Негативні значення неможливі, оскільки молекули та атоми не можуть мати «негативного руху». Вони можуть просто перестати вібрувати взагалі і, як наслідок, не виділяти тепло.
середня кінетична енергія молекул у зразку, будь то тверда речовина, рідина чи газ, використовується для встановлення температури, оскільки це значення стабільне при певній температурі.
Значення індивідуальної кінетичної енергії даної молекули буде змінюватися з часом, особливо при високих температурах. Оскільки мільйони часток зазвичай оцінюються, середнє значення цих енергетичних значень залишається незмінним, якщо експериментальні умови не порушуються (тобто для газу, тиску, об'єму та кількості частинок у зразок).
Стани речовини, тепла та температури
Штатів або фази речовини відповідають кінетичній енергії молекул у речовині.
Матерія в твердий стан має "холодніші молекули", ніж та сама речовина, нагріта достатньо, щоб розплавити її або привести до того, що вона стане рідкою. (Рідина, що стає твердою, оскільки вона охолоджується і втрачає тепло, називається замерзанням.) Рідина набуває форми свого контейнера зберігаючи свій об’єм, таким чином молекули можуть ковзати один біля одного, але дуже мало хто може «втекти» в навколишнє середовище атмосфера.
Матерія в газ або газоподібний Держава має найвищу кінетичну енергію та «найгарячіші» частинки у свої фази існування. Окремі частинки не суміжні, а замість цього можуть відбиватися одна від одної та стінок контейнера, який газ легко заповнює, його частинки рівномірно розподіляються по контейнеру, але все ще перебувають у русі.