Lämpö vs lämpötila
Lämpö ja lämpötila ovat kaksi termiä, joita käytetään hyvin usein fysiikan ja kemian tutkimuksessa. Nämä kaksi käsitettä viittaavat esineen samaan fyysiseen tilaan, mutta eroavat toisistaan monin tavoin. Ihmiset käyttävät termejä vaihtokelpoisesti, mikä on virheellistä. Tietenkin kehon lämpö kasvaa, kun sen lämpötila nousee, mutta se on välttämätöntä näiden kahden välisen eron ymmärtämiseksi, jotta saadaan selkeämpi käsitys kohteen energiasta.
Lämpö
Lämpö on kehon sisältämää kokonaisenergiaa, sekä potentiaalista että kineettistä energiaa. Potentiaalinen energia on varastoitunutta energiaa, kun taas kineettinen energia on liikkuvaa energiaa. Se mitataan jouleina (J).
Lämpötila
Lämpötila on objektin molekyylien kineettisen energian mitta. Se on numero, joka liittyy energiaan, mutta ei itse energiaa. Se mitataan useissa yksiköissä, kuten Kelvin, Fahrenheit ja Celsius.
Kun lämpöä johdetaan kehoon, sen molekyylit liikkuvat nopeammin. Molekyylit törmäävät toisiinsa, mikä tuottaa enemmän lämpöä ja kehon lämpötila nousee. Näiden törmäysten mitta on lämpötila. Tämä tarkoittaa, että lämpötilan muutos johtaa lämmön kohdistamiseen kehoon. Lämmön lisääminen voi johtaa faasimuutokseen, kuten jään sulamiseen ja muuttumiseen vedeksi ilman lämpötilan muutosta.
Lämpö on kehoon syötetty energia ja se mittaa kaikkea kehossa olevaa energiaa, kun taas lämpötila mittaa vain kehon molekyylien liike-energiaa.
Lämpötila on intensiivinen ominaisuus, kun taas lämpö on laaja ominaisuus. Tämä voidaan selittää esimerkillä. Jos veden kiehumislämpötila on 100 celsiusastetta, se pysyy samana, keitämmekö vettä litran vai 50 litraa. Mutta lämmön määrä, joka syntyy, kun keitämme 1 litran vettä, on pienempi verrattuna lämpöön, joka syntyy, kun 50 litraa vettä keitetään 100 celsiusasteeseen.
Toinen esimerkki lämmön ja lämpötilan erosta on käytetty ilotulitus. Kun sytytämme timantin, näemme kipinöitä lähtevän siitä. Nämä ovat sinkoutuneita metallihiukkasia, joiden lämpötila voi nousta jopa 3000 asteeseen. Vaikka jotkut näistä kipinöistä koskettaisivat kehoasi, et ole palanut, koska ne sisältävät hyvin vähän massaa eivätkä siten pysty sitomaan lämpöä. Vaikka näillä kipinöillä on niin korkeat lämpötilat, niiden sisältämä lämpömäärä on hyvin pieni.
Lämmön mittauskaava on seuraava
Q=CMT
Missä Q on lämpö, C on ominaislämpökapasiteetti, M on kehon massa ja T on sen lämpötila.
Yhteenveto
• Lämpö ja lämpötila ovat kehon fysikaalisia ominaisuuksia.
• Vaikka lämpö on eräs energiamuoto, lämpötila mittaa kehon kuumuutta.
• Lämpötila on suoraan verrannollinen kehon lämpöön, joten kun lämpöä tuodaan, kehon lämpötila nousee.
