Stvari, ki jih morate vedeti o temperaturi in toploti

Ko smo dovolj dolgo na soncu, se zaradi vročine potimo. Ta toplota je oblika energije sončne svetlobe, ki doseže zemeljsko površje. Kocke ledu se bodo stopile tudi ob izpostavljenosti sončni svetlobi. Vse je povezano s temperaturo in toploto.

Kaj sta temperatura in toplota? Kakšne so razlike in njihov odnos? V bistvu je toplota energija, ki se premika, medtem ko je temperatura le merilo za izražanje stopnje toplote ali hladnosti nečesa. Če je vzrok vročina, je rezultat temperatura.

Na primer do taljenja ledu pride, ker pride do sevanja sončne energije. Poleg sevanja se lahko toplota premika tudi s prevodnostjo in konvekcijo.

Temperatura in toplota

Torej, preden bomo o tem nadalje razpravljali, najprej razumemo, kaj sta temperatura in toplota.

Vročina

Toplota je oblika energije, ki se usmerja med dvema ali več sistemi ali sistemi in njihovim okoljem na podlagi temperaturne razlike med njimi. Vročina je v džulih. Pogosto pa se uporablja enaka kalorična enota kot 4,2 joula.

Kot smo že omenili, lahko prenos toplote poteka na tri načine, in sicer prevodnost, konvekcija in sevanje.

Prevajanje je postopek prenosa toplote, ko se toplota prenese iz vročega konca na hladnejši konec predmeta brez dejanskega gibanja molekul. Prevajanje se pojavi, ko se toplota premika skozi trdne snovi.

(Preberite tudi: Pojem količin in enot v merjenju)

Obstaja več materialov, ki so lahko prevodnik ali ne. Dobri vodniki omogočajo, da toplotna energija zlahka teče skozi prevod, na primer železo, srebro in baker. Slabi vodniki medtem ne morejo pravilno voditi toplotne energije, na primer steklo in plastika. Imenujejo se tudi kot izolatorji.

Konvekcija je prenos toplote v tekočini z višje temperature na nižjo zaradi gibanja tekočine. Konvekcija se lahko pojavi v tekočinah in plinih. Konvekcijski premik spremlja premik delcev, zato je nemogoče, da pride do trdnih snovi.

Do konvekcije lahko pride zaradi razlik v gostoti zaradi ogrevanja. Gostota hladnega predmeta je večja kot gostota vročega predmeta. Primer prenosa toplote s konvekcijo je, ko zavremo vodo. Voda na dnu se bo najprej segrela, nato pa se premaknila na vrh. Voda na vrhu je hladnejša, ima večjo maso predmetov kot vroča voda, zato pada zaradi gravitacije.

Nazadnje lahko pri sevanju pride do prenosa toplote. Sevanje se pojavi, kadar za prenos toplote ni potreben noben medij, na primer sončna svetloba, ki doseže zemljo. Med soncem in zemljo je le vakuum, vendar sončno toplotno energijo še vedno čutimo.

Temperatura

Temperatura in toplota sta med seboj povezani, ker imata vzročno zvezo. Prenos toplote je mogoče dokazati in izmeriti s temperaturo. Eden od primerov je, da je zrak podnevi ponoči bolj vroč. To je zato, ker čez dan sonce oddaja toplotno energijo in se čuti na zemlji. Toda ponoči ne dobivamo sončne svetlobe, zato temperatura ni tako visoka kot podnevi.

Za merjenje temperature obstaja veliko orodij, med katerimi je tudi termometer. Temperatura se določi z odčitavanjem nivoja tekočine v termometru s pomočjo merilne lestvice na termometru. Zdaj pa obstaja veliko digitalnih termometrov, ki neposredno prikazujejo število stopinj izmerjene temperature. Tradicionalni termometri uporabljajo princip širjenja snovi zaradi toplotne energije.

Obstajajo tri vrste termometrov za merjenje temperature, in sicer klinični termometri, laboratorijski termometri in maksimalno-minimalni termometri.

Klinični termometri se običajno uporabljajo za merjenje človeške telesne temperature in imajo omejen obseg. Pri visokih temperaturah se bo steklo in živo srebro v termometru razširilo do ravni, ki vodi do razbijanja termometra. Kliničnih termometrov ni mogoče uporabiti za merjenje ekstremne toplote, na primer ognjevarnih površin, ker se lahko steklo stopi.

Laboratorijski termometri se uporabljajo za merjenje temperature predmetov, ki niso človeško telo. Temperatura se giblje od -10oC do 110oC. Zadnja vrsta termometra je maksimalno-minimalni termometer, ki se uporablja za merjenje najvišjih in najnižjih temperatur za dan. Običajno se uporablja za merjenje vremena.