Unterschied zwischen Temperatur und Wärmeenergie

Was ist Temperatur??

Die Temperatur ist eine physikalische Eigenschaft, die die durchschnittliche kinetische Energie der Teilchen eines makroskopischen Systems im thermodynamischen Gleichgewicht charakterisiert. Es ist eine Eigenschaft der Materie, die die Begriffe Warm und Kälte quantifiziert. Wärmere Körper haben eine höhere Temperatur als die kühleren.

Die Temperatur spielt in allen Bereichen der Naturwissenschaften - Physik, Geologie, Chemie, Atmosphärenwissenschaften und Biologie - eine wichtige Rolle. Viele der physikalischen Eigenschaften der Substanzen, einschließlich der festen, flüssigen, gasförmigen oder Plasmaphase, Dichte, Löslichkeit, Dampfdruck und elektrischer Leitfähigkeit hängen von der Temperatur ab. Die Temperatur spielt auch eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Geschwindigkeit und des Umfangs chemischer Reaktionen.

Quantitativ wird die Temperatur mit Thermometern gemessen. Derzeit werden in Wissenschaft und Industrie drei Temperaturskalen verwendet. Zwei davon befinden sich im SI-System - die Celsius- und die Kelvin-Skala. Die Fahrenheit-Skala wird hauptsächlich in den Vereinigten Staaten verwendet.

Wenn zwei Körper mit unterschiedlichen Temperaturen in Kontakt kommen, findet ein Wärmeaustausch zwischen ihnen statt, wodurch sich der wärmere Körper abkühlt und der kühlere Körper sich erwärmt. Der Wärmeaustausch stoppt, wenn die Körper gleich temperiert sind. Dann wird ein thermisches Gleichgewicht zwischen ihnen hergestellt.

Die Temperatur ist ein Maß für die Intensität der Wärmebewegung der Partikel. Browns Bewegung wird intensiver, wenn die Temperatur steigt. Die Diffusion erfolgt auch bei höheren Temperaturen schneller. Diese Beispiele zeigen, dass die Temperatur in direktem Zusammenhang mit der chaotischen Bewegung der Strukturelemente steht. Die Teilchen der erhitzten Körper haben eine höhere kinetische Energie - sie bewegen sich intensiver. In Kontakt bringen die Körperpartikel mit höherer Temperatur einen Teil ihrer kinetischen Energie auf die Partikel des Kühlerkörpers. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Intensität der Partikelbewegung in den beiden Körpern gleich ist. Hitzephänomene sind daher mit der chaotischen Bewegung der Strukturelemente verbunden, weshalb diese Bewegung als thermisch bezeichnet wird.

Aufgrund der chaotischen Natur der thermischen Bewegung haben die Partikel verschiedene kinetische Energien. Mit steigender Temperatur steigt die Anzahl der Teilchen, die eine größere kinetische Energie aufweisen, d. H. Die Wärmebewegung wird intensiver.

Wenn die Temperatur abnimmt, nimmt die Intensität der thermischen Bewegung ab. Die Temperatur, bei der die thermische Bewegung der Partikel beendet wird, wird als absoluter Nullpunkt bezeichnet. Der absolute Nullpunkt der Celsius-Skala entspricht einer Temperatur von -273,16 ° C.

Was ist thermische Energie??

Energie ist eine physikalische Eigenschaft, die die Fähigkeit eines Systems charakterisiert, den Zustand der Umgebung zu ändern oder Arbeit auszuführen. Es kann jedem Partikel, Objekt oder System zugeordnet werden. Es gibt verschiedene Energieformen, die oft den Namen der jeweiligen Kraft tragen.

Die gesamte kinetische Energie der Strukturelemente eines Systems (Atome, Moleküle, geladene Teilchen) wird als thermische Energie bezeichnet. Es ist eine Energieform, die mit der Bewegung der strukturellen Elemente zusammenhängt, aus denen das System besteht.

Mit steigender Temperatur eines Körpers steigt die kinetische Energie der Strukturelemente. Wenn die kinetische Energie zunimmt, steigt die thermische Energie des Körpers. Daher steigt die Wärmeenergie der Körper mit zunehmender Temperatur.

Die thermische Energie hängt von der Körpermasse ab. Nehmen wir zum Beispiel eine Tasse Wasser und einen See mit der gleichen Temperatur. Bei gleicher Wassertemperatur ist die durchschnittliche kinetische Energie der Moleküle gleich. Im See sind jedoch die Menge der Moleküle bzw. die thermische Energie des Wassers deutlich größer.

Die Übertragung von Wärmeenergie erfolgt immer dann, wenn in einem System aus kontinuierlicher Materie ein Temperaturgradient vorliegt. Wärmeenergie kann durch Leitung, Konvektion und Strahlung übertragen werden. Es wird von den Teilen eines Körpers (oder Systems) mit einer höheren Temperatur auf die Teile übertragen, wo die Temperatur niedriger ist. Der Vorgang wird fortgesetzt, bis die Temperatur im Körper (oder System) gleich ist.

Wärmeenergie ist eigentlich die kinetische Energie der Strukturelemente der Materie. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Übertragung dieser kinetischen Energie und tritt bei den chaotischen Kollisionen von Teilchen auf.

Abhängig von ihrer Fähigkeit, die Wärmeenergie leicht bewegen zu können, werden die Substanzen in Leiter und Isolatoren unterteilt. Die Leiter (z. B. Metalle) ermöglichen eine leichte Bewegung der Wärmeenergie durch sie, während die Isolatoren (z. B. Kunststoff) dies nicht zulassen.

Nahezu jede Energieübertragung bezieht sich auf die Freisetzung von Wärmeenergie.

Die Maßeinheit für Wärmeenergie im SI-System ist Joule (J). Eine andere häufig verwendete Einheit ist Kalorie. Die Wärmeenergie, die einer Temperatur von 1 K entspricht, beträgt 1.380 × 10^-23 J.

Unterschied zwischen Temperatur und Wärmeenergie

1. Definition

Temperatur: Die durchschnittliche kinetische Energie der Strukturelemente eines Systems (Atome, Moleküle, geladene Teilchen) wird Temperatur genannt.

Wärmeenergie: Die gesamte kinetische Energie der Strukturelemente eines Systems wird als thermische Energie bezeichnet.

2. Werte

Temperatur: Die Temperatur kann positiv und negativ sein.

Wärmeenergie: Die thermische Energie hat immer positive Werte.

3. Maßeinheiten

Temperatur: Die Temperatur wird in Celsius, Kelvin und Fahrenheit gemessen.

Wärmeenergie: Die thermische Energie wird in Joule und Kalorie gemessen.

4. Quantitative Abhängigkeit

Temperatur: Die Temperatur hängt nicht von der Menge der Substanz ab - sie hängt von der durchschnittlichen kinetischen Energie der Partikel ab.

Wärmeenergie: Die Wärmeenergie hängt von der Menge der Substanz ab - sie hängt von der gesamten kinetischen Energie der Teilchen ab.

Temperatur vs. thermische Energie: Vergleichstabelle

Zusammenfassung der Temperatur gegen thermische Energie

• Die durchschnittliche kinetische Energie der Strukturelemente eines Systems (Atome, Moleküle, geladene Teilchen) wird Temperatur genannt.
• Die gesamte kinetische Energie der Strukturelemente eines Systems wird als thermische Energie bezeichnet.
• Die Temperatur kann positiv oder negativ sein, während die thermische Energie immer positive Werte hat.
• Die Temperatur wird in Celsius, Kelvin und Fahrenheit gemessen. Die thermische Energie wird in Joule und Kalorie gemessen.
• Die Temperatur hängt nicht von der Menge der Substanz ab - sie hängt von der durchschnittlichen kinetischen Energie der Partikel ab.
• Die Wärmeenergie hängt von der Menge der Substanz ab - sie hängt von der gesamten kinetischen Energie der Teilchen ab.