エネルギーは異なる形で存在する可能性があります。 できる光エネルギー、熱エネルギーのポテンシャルエネルギー,運動エネルギーを化学エネルギー、原子力エネルギー等 すべての物理的物質(または身体または熱力学的系)は、本質的にある形または別の形で一定量のエネルギーを所有しています。 などのエネルギーに変換可能な形態別の保存も同じ。 また、フォームを変更することなく、ある身体から別の身体に転送することもできます。, 0K以上の絶対温度を持つすべてのシステムまたはボディは、本質的にその分子の絶え間ないランダムな運動のために一定量の熱エネルギーを含む。 定義により、”熱”は、それらの温度差のみのためにある身体から別の身体に伝達され得る熱エネルギーの一部である。 身体からの熱エネルギーは、熱伝達または仕事伝達のいずれかを介して、二つの基本的な方法で他の身体に伝達することができる。 これら二つの方法のうち、熱伝達は温度差のためにのみ自発的に起こる。, したがって、”温度”は、熱を伝達することができる熱力学的システムの一つの特性である。 温度は直接移すことができません。 伝えることができるのは熱だけです。 しかしこの熱伝達はシステムまたはボディの温度を変えることができる。
さらに、身体内の総熱量を測定することはできず、ある身体から別の身体に移動するときにのみ測定することができます。 つまり、身体によって得られた熱量、または身体から排出された熱量のみを測定できます。 それが熱が境界特性と呼ばれる理由です。, 逆に、特定の条件における任意のシステムの実際の温度を測定することができる。 したがって、温度はシステムの特性と呼ばれます。 二つの物体の間の熱伝達は、物体が持つ熱量に依存せず、むしろそれらの温度に依存する。 熱伝達は熱内容にもかかわらずより熱いボディ(より高い温度)からより冷たいボディ(より低い温度)に常に自発的に起こります。, 体の温度は、それが熱を得るだけであれば上昇し、体が熱を放出するだけであれば温度は低下する(エネルギー交換の他の形態がないことを条件とする)。 したがって、温度変化は熱伝達の結果です。 基礎科学に戻ると、温度はSIまたは単位のメートル法で標準化された基本的な特性です。 温度の単位、ケルビン(K)は、一つの基本的な単位です。 一方、熱は他の形態のエネルギーと同様の派生量であり、熱の単位(ジュールまたはカロリー)も派生単位である。, 熱と温度のさまざまな類似点と相違点を表形式で以下に示します。
- 熱と温度はどちらもスカラー量です。 スカラーは大きさのみを持ち、ベクトルは大きさと方向の両方を持ちます。 熱は実際にはフロープロパティですが、熱は実際にはスカラーです。 熱流の速度(熱流束と呼ばれる)は温度の勾配(フーリエの法則)によって示され、任意のスカラーの勾配はベクトルである。 したがって、”熱流束”はベクトルですが、熱は温度のようなスカラーです。
- どちらも測定可能ですが、方法は異なります。, それらはまた定量化可能である。
- 通常、両方は相互に関連していますが、一方の発生も他方に影響を与えることなく可能です。
例えば、物体の温度は熱を伝達することなく、仕事(別の形態のエネルギー)を交換することによって変化させることができる。
熱と温度の違い
熱 | 温度 |
---|---|
熱はエネルギーの一形態です。 それは熱エネルギーです。, | 温度はエネルギーではありません。 それは物理的なボディ(または熱力学的システム)の熱状態です。 古典力学では、体の温度は、対応する体のすべての分子の平均運動エネルギーを示します。 |
熱の流れは、温度変化の背後にある理由です。 | 温度変化は、熱の利得または損失の結果である可能性があります。, |
同じ温度を持つ二つのボディは、必ずしも同じ量の熱を含んでいてもよいです(熱容量は質量依存性であるため)。 | 同じ熱を持つ二つのボディは、必ずしも同じ温度を持つとは限りません。 |
熱は交換可能です。 ある体から別の体に流れることができます。 したがって、特定の体は一定量の熱を放出または得ることができます。 | 温度は交換可能ではありません。, 熱だけ交換することができ熱伝達の結果は温度の変化である場合もあります。 |
特定のボディに存在する熱量を測定することはできません。 それは流れか交換の間にだけ測定することができる。 したがって、熱の利得または損失(すなわち、二つの体間の熱流量)を測定することができる。 | 特定のボディの温度は測定することができます。 さらに、温度は流れません(流れることができるのは熱だけです)。, |
二つのボディ間で伝達される熱の量は熱量計によって測定することができます。 | 体の温度は温度計で測定することができます。 |
熱の測定単位は、SIシステムではジュール(J)、CGSシステムではカロリー(Cal)です。 | 温度の測定単位は摂氏度(°C)またはケルビン(K)です。 |
その次元はです。 | その次元はです。, |
熱は物質の基本的な性質ではありません。 それは一つの派生プロパティであり、その単位も一つの派生ユニットです。 | 温度は問題の基本的な特性です。 その単位(ケルビン、K)は基本単位(または基本単位)でもあります。 |
熱(仕事に似ています)は熱力学的システムの特性ではありません。 これはフロープロパティです。 しかしながら、熱容量および比熱容量は熱力学系の特性である。, | 温度は熱力学的システムの一つのプロパティです。 |
ヒートはパス関数です。 したがって、熱力学的システムが別の状態からある状態に到達するための経路に依存しています。 | 温度はポイント関数です。 したがって、ある状態から別の状態に到達するためのシステムが続く経路とは独立しています。 すべての熱力学的状態は、温度の固定された明確な値を有する。, |
あるボディから別のボディに熱が流れるかどうかは、ボディに存在する熱量によって支配されません。 | 二つの体の間に熱流が発生するかどうかを決定する温度です。 熱は常に高温体から低温体に流れます。 |
熱容量(熱ではない)は、システムの質量に依存します。 だから、これらは広範な特性です。 しかしながら、比熱容量は集中的な特性である。, | Temperature is independent of mass; so it is an intensive property. |
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