Toplina se razumije iz prijenosa energije između tijela i može se mjeriti u kalorijama (cal) ili džulima (j). Temperatura se mjeri u stupnjevima Celzija (ºC), Fahrenheita (ºF) ili Kelvina (K) i povezana je s razinom agitacije molekula.
Ovo su dva pojma iz termologije, područja fizike. U njemu pojam topline predstavlja toplinsku energiju, sposobnost tijela više temperature da dio te energije prenese drugima niže temperature.
Dok pojam temperature, ispravno, predstavlja uznemirenost molekula ili atoma tvari. Što je toplije, to je veće kretanje atoma i molekula, što je hladnije, to je kretanje manje.
| Toplina | Temperatura | |
| Karakteristike | Molekularna kinetička energija prelazi s toplijih na hladnija tijela. | Razina agitacije molekula i atoma u odnosu na toplinsko stanje. |
| Kako se mjeri? | Proračun prijenosa toplinske energije između tijela ili sustava. | Termometri mjere temperaturu koja se stvara kretanjem molekula i atoma. |
| mjerne jedinice |
|
|
Kad netko kaže "zgodan je", to je greška. Nitko i ništa ne može posjedovati toplinu. Toplina se ne posjeduje niti skladišti, ono što osoba misli odnosi se na toplinski osjećaj povezan s visokom temperaturom okoliša.
Što je toplina?
Toplina znači prijenos energije s toplijeg sustava ili tijela na hladnije. Tijela teže toplinskoj ravnoteži. To jest, kada dva ili više tijela imaju različite temperature, ta temperatura teži izjednačavanju i ravnoteži.
Za to tijelo više temperature daje energiju tijelu niže. Na taj način postoji tendencija da dva tijela postignu istu temperaturu, ulazeći u toplinsku ravnotežu.
Toplina može putovati kondukcijom, konvekcijom ili zračenjem. Prva dva zahtijevaju fizički kontakt između tijela, drugi djeluje putem širenja topline elektromagnetskim valovima, bez potrebe za kontaktom.
- Vožnja. Kada zagrijavamo vrh željezne šipke, toplina se provodi iu kratkom vremenu zagrijat će se cijela šipka.
- Konvekcija. Lonac s vodom na štednjaku stvara konvekcijske zone, najtoplija voda se diže stvarajući kretanje, zagrijavajući svu tekućinu.
- Zračenje. Sunce i bez kontakta sa Zemljom zrači toplinu u obliku elektromagnetskih valova. Ti valovi putuju svemirom i odgovorni su za temperaturu planeta.
Prijenos toplinske energije može se mjeriti u džulima (J) ili kalorijama (cal). Svaka kalorija predstavlja 4,1868 Joula energije (1cal = 4,1868J).
Te iste mjere nalaze se u hrani i predstavljaju količinu energije koju imaju kada ih pojedemo.
Što je temperatura?
Temperatura je fizički koncept koji određuje (kinetičku) energiju molekula. Ta energija utječe na toplinsko stanje tijela (ili sustava).
Unutar sustava, što je veća kinetička energija molekula, to je viša njegova temperatura. Isto vrijedi i za suprotno: što je kretanje molekula manje, sustav je hladniji.
Za mjerenje temperature obično se koristi termometar. Termometri sadrže živu i njezin stupanj širenja uzrokuje da razina pokazuje temperaturu.
Ove vrijednosti mogu se prikazati u tri različite ljestvice: Celzijus, Fahrenheit i Kelvin. Ta se mjerenja temelje na talištu (0 °C) i vrelištu (100 °C) vode. Prema tome, 0 °C = 32 °F = 273K i 100 °C = 212 °F = 373K.
Formule za pretvorbu temperaturnih ljestvica:
- Kelvin u Celzijus: K - 273 = °C (npr.: 373 K = 100°C / 373 - 273 = 100)
- Fahrenheita do Celzija: °F - 32: 1,8 = °C (npr.: 95 °F = 35 °C / (95 - 32): 1,8 = 63: 1,8 = 35)
Toplina i temperatura u fizici
Područje fizike koje proučava odnose između toplinske energije naziva se termologija.
Izračunava prijenos toplinske energije između sustava i temperaturu potrebnu za promjenu stanja svake tvari.
Termologija koristi pojmove topline i temperature kao osnovu različitih toplinskih odnosa. Na primjer:
- određena toplina
- osjetna toplina
- latentna toplina
- toplinski kapacitet
- toplinska ravnoteža
- Vožnja
- Konvekcija
- Zračenje
- toplinski tok
- Kalorija
Zainteresiran? Vidi također:
- Efekt staklenika i globalno zagrijavanje
- Klima i vrijeme
