Когато сме достатъчно дълго на слънце, ние се изпотяваме от жегата. Тази топлина е форма на енергия от слънчева светлина, която достига земната повърхност. Кубчетата лед също ще се стопят, когато са изложени на слънчева светлина. Всичко е свързано с температурата и топлината.
Какво представляват температурата и топлината? Какви са разликите и тяхната връзка? По принцип топлината е енергия, която се движи, докато температурата е просто мярка за изразяване на степента на топлина или студенина на нещо. Ако топлината е причината, температурата е резултатът.
Топенето на лед например се случва, защото има пренос на слънчева енергия чрез радиация. Освен радиацията, топлината може да се движи и чрез проводимост и конвекция.
Температура и топлина
И така, преди да обсъдим това допълнително, нека първо разберем какво са температурата и топлината.
Топлина
Топлината е форма на енергия, която се насочва между две или повече системи или системи и тяхната среда въз основа на температурната разлика между тях. Топлината е в джаули. Въпреки това, често се използва същата калорична единица като 4,2 джаула.
Както бе споменато по-рано, преносът на топлина може да се осъществи по три начина, а именно проводимост, конвекция и лъчение.
Провеждането е процес на предаване на топлина, когато топлината се прехвърля от по-горещия край към по-хладния край на обект без действителното движение на молекулите. Проводимостта възниква, когато топлината се движи през твърдо вещество.
(Прочетете също: Понятия за количествата и мерните единици)
Има няколко материала, които могат да бъдат проводник или не. Добрите проводници позволяват на топлинната енергия да тече лесно през проводимостта, например желязо, сребро и мед. Междувременно лошите проводници не са в състояние да провеждат правилно топлинната енергия, например стъкло и пластмаса. Те също са посочени като изолатори.
Конвекцията е пренос на топлина в течност от по-висока температура към по-ниска поради движението на течността. Конвекцията може да възникне в течности и газове. Конвекционното изместване се придружава от изместване на частиците, така че е невъзможно да се появят твърди вещества.
Конвекцията може да възникне поради разлики в плътността поради нагряване. Плътността на студен предмет е по-голяма от тази на горещ обект. Пример за пренос на топлина чрез конвекция е, когато кипваме вода. Водата отдолу ще се загрее първо, след което ще се премести нагоре. Водата отгоре е по-хладна и има по-голяма маса от предмети от горещата вода, така че пада поради гравитацията.
И накрая, преносът на топлина може да възникне с радиация. Радиацията възниква, когато за пренос на топлина не е необходима среда, например слънчева светлина, достигаща земята. Между слънцето и земята има само вакуум, но все пак можем да усетим топлинната енергия на слънцето.
Температура
Температурата и топлината са свързани помежду си, защото имат причинно-следствена връзка. Топлопредаването може да бъде доказано и измерено чрез температура. Един пример е, че въздухът през деня се чувства по-горещ през нощта. Това е така, защото през деня слънцето излъчва топлинна енергия и се чувства сякаш достига до земята. Но през нощта не получаваме слънчева светлина, така че температурата не е толкова висока, колкото през деня.
Има много инструменти, използвани за измерване на температурата, един от които е термометър. Температурата се определя чрез отчитане на нивото на течността в термометъра с помощта на градусната скала, намерена на термометъра. Но сега има много цифрови термометри, които директно показват броя на градусите на измерената температура. Традиционните термометри използват принципа на разширяване на веществата поради топлинната енергия.
Има три вида термометри за измерване на температурата, а именно клинични термометри, лабораторни термометри и максимално-минимални термометри.
Клиничните термометри обикновено се използват за измерване на телесната температура на човека и имат ограничен диапазон. При високи температури стъклото и живакът в термометъра ще се разширят до ниво, което води до счупване на термометъра. Клиничните термометри не могат да се използват за измерване на екстремна топлина, като огнища, тъй като стъклото може да се стопи.
Лабораторните термометри се използват за измерване на температурата на обекти, различни от човешкото тяло. Температурата варира от -10oC до 110oC. Последният тип термометър е максимално-минималният термометър, който се използва за измерване на максималната и минималната температура за деня. Обикновено се използва за измерване на времето.
