Toploto razumemo kot prehod energije med telesi in jo lahko merimo v kalorijah (cal) ali joulih (j). Temperatura se meri v stopinjah Celzija (ºC), Fahrenheita (ºF) ali Kelvina (K) in je povezana s stopnjo vznemirjenosti molekul.
To sta dva koncepta iz termologije, področja fizike. V njem pojem toplota predstavlja toplotno energijo, sposobnost telesa z višjo temperaturo, da del te energije prenese na druge, z nižjo temperaturo.
Medtem ko koncept temperature pravilno predstavlja vznemirjenost molekul ali atomov snovi. Bolj ko je vroče, večje je gibanje atomov in molekul, čim hladnejše je to gibanje manjše.
| Toplota | Temperatura | |
| Značilnosti | Molekularna kinetična energija prehaja od bolj vročih k hladnejšim telesom. | Stopnja vznemirjenosti molekul in atomov glede na toplotno stanje. |
| Kako se meri? | Izračun prehoda toplotne energije med telesi ali sistemi. | Termometri merijo temperaturo, ki nastane zaradi gibanja molekul in atomov. |
| merske enote |
|
|
Ko nekdo reče "on je vroč", je to napaka. Nihče in nič ne more imeti toplote. Toplota ni lastna ali shranjena, kar oseba misli, se nanaša na toplotni občutek, povezan z visoko temperaturo okolja.
Kaj je toplota?
Toplota pomeni prenos energije od bolj vročega sistema ali telesa k hladnejšemu. Telesa težijo k toplotnemu ravnovesju. To pomeni, da ko imata dve ali več teles različne temperature, se ta temperatura izenači in uravnovesi.
Za to telo z višjo temperaturo daje energijo nižjemu. Na ta način obstaja težnja, da obe telesi dosežeta enako temperaturo in vstopita v toplotno ravnovesje.
Toplota lahko potuje s prevodnostjo, konvekcijo ali sevanjem. Prva dva zahtevata fizični stik med telesi, drugi deluje s širjenjem toplote z elektromagnetnimi valovi, brez potrebe po stiku.
- Vožnja. Ko segrejemo konico železne palice, se toplota prevaja in v kratkem času se segreje cela palica.
- Konvekcija. Posoda z vodo na štedilniku ustvari konvekcijska območja, najbolj vroča voda se dvigne in ustvari gibanje, segreje vso tekočino.
- obsevanje. Sonce, tudi če ni v stiku z Zemljo, oddaja toploto v obliki elektromagnetnega valovanja. Ti valovi potujejo skozi vesolje in so odgovorni za temperaturo planeta.
Prenos toplotne energije se lahko meri v joulih (J) ali kalorijah (cal). Vsaka kalorija predstavlja 4,1868 joulov energije (1 cal = 4,1868 J).
Te iste mere najdemo v hrani in predstavljajo količino energije, ki jo imajo, ko jih zaužijemo.
Kaj je temperatura?
Temperatura je fizikalni koncept, ki določa (kinetično) energijo molekul. Ta energija vpliva na toplotno stanje telesa (ali sistema).
Znotraj sistema velja, da večja kot je kinetična energija molekul, višja je njegova temperatura. Enako velja za nasprotno: manjše kot je gibanje molekul, hladnejši je sistem.
Za merjenje temperature se običajno uporablja termometer. Termometri vsebujejo živo srebro in njegova stopnja raztezanja povzroči, da nivo označuje temperaturo.
Te vrednosti je mogoče predstaviti v treh različnih lestvicah: Celzija, Fahrenheita in Kelvina. Te meritve temeljijo na tališču (0 °C) in vrelišču (100 °C) vode. Zato je 0 °C = 32 °F = 273 K in 100 °C = 212 °F = 373 K.
Formule za pretvorbo temperaturnih lestvic:
- Kelvin v Celzij: K - 273 = °C (npr.: 373 K = 100 °C / 373 - 273 = 100)
- Fahrenheit do Celzija: °F - 32: 1,8 = °C (npr.: 95 °F = 35 °C / (95 - 32): 1,8 = 63: 1,8 = 35)
Toplota in temperatura v fiziki
Področje fizike, ki preučuje odnose med toplotno energijo, se imenuje termologija.
Izračunava prehod toplotne energije med sistemi in temperaturo, ki je potrebna za spremembo stanja vsake snovi.
Termologija uporablja pojma toplota in temperatura kot osnova za različna toplotna razmerja. Na primer:
- Specifična toplota
- občutljiva toplota
- latentna toplota
- toplotna zmogljivost
- toplotno ravnovesje
- Vožnja
- Konvekcija
- obsevanje
- toplotni tok
- Kalorije
Vas zanima? Glej tudi:
- Učinek tople grede in globalno segrevanje
- Podnebje in vreme
