Soojusenergia vs temperatuur
Soojusenergia ja temperatuur on kaks füüsikas käsitletavat mõistet. Neid mõisteid kasutatakse laialdaselt ja arutatakse termodünaamikas ja soojuses. Soojusenergia ja temperatuuri mõisted mängivad väga olulist rolli sellistes valdkondades nagu soojus ja termodünaamika, masinaehitus, füüsikaline keemia, füüsika, astronoomia ja mitmed muud valdkonnad. Selles artiklis käsitleme soojusenergiat ja temperatuuri, nende määratlusi, soojusenergia ja temperatuuri rakendusi, soojusenergia ja temperatuuri mõõtmeid ja ühikuid ning lõpuks soojusenergia ja temperatuuri sarnasusi ja erinevusi.
Soojusenergia
Soojusenergia, mida rohkem tuntakse soojusena, on energia vorm. Seda mõõdetakse džaulides. Soojusenergia on antud süsteemi siseenergia. Soojusenergia on süsteemi temperatuuri põhjus. Igal süsteemil, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, on positiivne soojusenergia. Soojusenergia tekib süsteemi molekulide, aatomite ja elektronide juhusliku liikumise tõttu. Aatomid ise ei sisalda soojusenergiat, kuid neil on kineetiline energia. Kui need aatomid põrkuvad üksteisega ja süsteemi seintega, eraldavad nad footonitena soojusenergiat. Sellise süsteemi soojendamine suurendab süsteemi soojusenergiat.
Soojusenergia on juhusliku energia vorm, mis ei ole võimeline töötama, kui võtta arvesse kogu süsteemi. Mida kõrgem on süsteemi soojusenergia, seda suurem on süsteemi juhuslikkus. Soojusenergiat saab soojusmasina abil muundada mehaaniliseks energiaks. Teoreetiliselt ei saa soojusenergiat 100% efektiivsusega mehaaniliseks energiaks muuta. Selle põhjuseks on universaalne entroopia juurdekasv, mis tuleneb soojusmasina tsüklist.
Temperatuur
Temperatuur on süsteemi mõõdetav soojusomadus. Seda mõõdetakse kelvinites, Celsiuse või Fahrenheiti kraadides. Temperatuuri mõõtmise SI-ühik on Kelvin.
Süsteemi soojusenergia on võrdeline süsteemi absoluutse temperatuuriga. Kui süsteem on absoluutses nullis (null kelvinit), on ka süsteemi soojusenergia null. Kuid kõrgema temperatuuriga objekt võib kanda vähem soojusenergiat. Selle põhjuseks on põhjus, et soojusenergia sõltub objekti massist, objekti soojusmahtuvusest ja ka objekti temperatuurist.
Mis vahe on temperatuuril ja soojusenergial?
• Soojusenergia ei ole otseselt mõõdetav suurus, samas kui temperatuur on mõõdetav suurus.
• Objekti temperatuur võib sõltuv alt temperatuuri mõõtmiseks kasutatavast ühikusüsteemist saada negatiivseid väärtusi, kuid süsteemi soojusenergia ei saa olla negatiivne.
• Temperatuuri mõõdetakse kelvinites, soojusenergiat aga džaulides.
• Objekt võib oleku üleminekul kaotada või saada soojusenergiat ilma süsteemi temperatuuri muutmata.
