Πώς αλλάζει η θερμική ενέργεια ενός αντικειμένου όταν αλλάζει η θερμοκρασία αντικειμένων;
* Θερμική ενέργεια: Η θερμική ενέργεια είναι η εσωτερική ενέργεια ενός αντικειμένου λόγω της τυχαίας κίνησης των ατόμων και των μορίων της. Αυτή η κίνηση μπορεί να είναι μεταφραστική (που κινείται από το ένα μέρος στο άλλο), περιστροφική (περιστροφή) ή δονητική (ταλαντεύοντας εμπρός και πίσω).
* Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων μέσα σε ένα αντικείμενο. Είναι ένας τρόπος να ποσοτικοποιήσετε πόσο τα σωματίδια κινούνται γύρω.
Η σχέση:
* υψηλότερη θερμοκρασία =υψηλότερη θερμική ενέργεια: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία ενός αντικειμένου, τα σωματίδια μέσα σε αυτό κινούνται ταχύτερα και επομένως έχουν περισσότερη κινητική ενέργεια. Αυτό μεταφράζεται σε υψηλότερη ποσότητα θερμικής ενέργειας που αποθηκεύεται στο αντικείμενο.
* χαμηλότερη θερμοκρασία =χαμηλότερη θερμική ενέργεια: Αντίθετα, όταν μειώνεται η θερμοκρασία ενός αντικειμένου, τα σωματίδια επιβραδύνουν και η κινητική τους ενέργεια μειώνεται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα λιγότερη θερμική ενέργεια που αποθηκεύεται στο αντικείμενο.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Ειδική θερμική χωρητικότητα: Τα διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικές ικανότητες για την αποθήκευση θερμικής ενέργειας. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται συγκεκριμένη θερμική χωρητικότητα. Τα υλικά με υψηλή ειδική θερμική χωρητικότητα (όπως το νερό) απαιτούν περισσότερη ενέργεια για να αυξήσουν τη θερμοκρασία τους σε σύγκριση με τα υλικά με χαμηλή ειδική θερμική ικανότητα (όπως μέταλλα).
* Αλλαγές φάσης: Όταν ένα αντικείμενο αλλάζει φάση (στερεό σε υγρό, υγρό σε αέριο), η θερμική του ενέργεια αλλάζει σημαντικά, παρόλο που η θερμοκρασία μπορεί να παραμείνει σταθερή κατά τη διάρκεια της αλλαγής φάσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ενέργεια χρησιμοποιείται για να σπάσει τους δεσμούς μεταξύ των μορίων και όχι στην αύξηση της κινητικής τους ενέργειας.
Συνοπτικά: Η θερμική ενέργεια ενός αντικειμένου σχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία του. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η θερμική ενέργεια αυξάνεται και αντίστροφα. Ωστόσο, η ειδική θερμική ικανότητα του υλικού και η πιθανότητα αλλαγών φάσης επηρεάζουν πόση θερμική ενέργεια αποθηκεύεται σε δεδομένη θερμοκρασία.
