Was ist der grundlegende Unterschied zwischen Wärme und Temperatur?

Deine Meinung:

Temperatur wird normalerweise als kalibrierte Darstellung von Wärme angesehen

ist bestenfalls nur teilweise wahr. Wenn die spezifische Wärme Ihres Systems ist$C(T)$dann wird die Wärme in Ihr System eingebracht, indem es sich von der Temperatur bewegt$T_1$Zu$T_2$ist (vorausgesetzt, wir können die Arbeit ignorieren, die auf oder durch das System ausgeführt wird):

Wenn die spezifische Wärme$C$temperaturunabhängig ist, dann gilt:

und in diesem Fall können Sie die Temperatur als "kalibrierte Wärmedarstellung" betrachten. Dies ist jedoch ein spezieller Fall und im Allgemeinen$C(T)$ist eine Funktion der Temperatur.

Solange wir uns von einem Phasenübergang fernhalten, den wir erwarten$C(T)$eine reibungslose Funktion von sein$T$Es gibt also keine Schwierigkeiten beim Integrieren, um die Wärmeänderung mit der Temperaturänderung in Beziehung zu setzen. Bei einem Phasenübergang erster Ordnung wie Schmelzen oder Sieden wird die spezifische Wärme jedoch singulär und wir können nicht einfach durch den Phasenübergang integrieren. Stattdessen, wenn wir einen Phasenübergang dazwischen haben$T_1$Und$T_2$wir müssen so etwas tun:

Wo$L$ist die latente Wärme. Sie können sich das vorstellen als$C(T)$eine Delta-Funktion bei werden$T_{phase}$, und wir können Deltafunktionen integrieren, um einen endlichen Wert zu erhalten, der in diesem Fall die latente Wärme ist.

Es gibt keine thermodynamische Zustandsgröße namens "Wärme". Von "Wärme" zu sprechen macht nur auf differenzielle Weise Sinn,$\delta Q$, die unendlich kleine Wärme, die einem System während eines Prozesses zugeführt oder daraus entnommen wird. Es stellt sich heraus, dass dies kein exaktes Differential ist, und das bedeutet, dass das Integral vorbei ist$\delta Q$von einem Anfangs- zu einem Endzustandspunkt hängt vom eingeschlagenen Weg ab und nicht nur von den Endpunkten (weshalb es keine Zustandsfunktion "Wärme" gibt). Ungenaue Differenzen können jedoch durch Integration von Faktoren in exakte Differenzen umgewandelt werden, und der Integrationsfaktor, der die Wärmedifferenz exakt macht, ist die inverse Temperatur:$\frac{1}{T}\delta Q$ist genau. Tatsächlich ist es das Differential der Entropie,$dS$.

Ich bezweifle, dass Sie das hören wollten. Allerdings wird der Begriff Wärme oft so sehr verworren, dass ich es für notwendig hielt, einige pedantische Fakten herauszubuchstabieren.

Wenn ich Ihre Frage etwas umformuliere und sie als "Was ist der Unterschied zwischen Energie und Temperatur" interpretiere, kann ich etwas mehr sagen. Hat man zwei Systeme, die so in Kontakt gebracht werden, dass sie Energie austauschen können, dann erreichen sie am Ende die gleiche Temperatur. Dies bedeutet jedoch nicht, dass sie die gleiche Energie haben werden, da eines der beiden Systeme viel größer sein könnte als das andere.

Denken Sie in einer berühmten Analogie, die auf Feynman zurückgeht, an den Prozess, sich mit einem Handtuch abzutrocknen, wenn Sie nass sind. Das Handtuch nimmt Wasser von Ihnen auf und wird feuchter, während Sie trockener werden. Aber wenn das Handtuch schon ziemlich nass ist, wirst du dich damit nicht vollständig abtrocknen können, da Wasser von dir auf das Handtuch gelangt, genauso wie Wasser vom Handtuch auf dich gelangt. In dieser "Gleichgewichts"-Situation sind die "Nässe" von Ihnen und dem Handtuch im Gleichgewicht, aber das bedeutet nicht, dass die Wassermenge auf dem Handtuch gleich der Wassermenge auf Ihnen ist. Denken Sie jetzt an „Wasser“ = „Energie“ und „Nässe“ = „Temperatur“.

Aus einem wirklich großartigen Buch mit dem Titel „100 Tipps zum Knacken des IIT“ von Vivek Pandey und Paras Arora

Die Temperatur zeigt in gewisser Weise die Bereitschaft eines Objekts, seine Wärmeenergie an andere Objekte abzugeben.Es ist in gewisser Weise wie Redseligkeit. Manche Menschen können die Geheimnisse, die sie kennen, nicht für sich behalten. Also reden sie die ganze Zeit mit anderen Leuten. Wie viel jemand redet, misst nicht wirklich, wie viel er weiß. Es misst nur die zusätzliche Menge an Informationen, die sie nicht für sich behalten können und an andere weitergeben müssen. Ebenso misst die Temperatur nicht wirklich die Energie oder Wärme innerhalb eines Objekts. Es misst, wie viel von dieser Wärme bereit ist, abgegeben zu werden. Also, zwei Objekte, die für die gleiche Zeit mit der gleichen Intensität erhitzt werden, haben am Ende nicht die gleiche Temperatur. Man wird weniger zurückhalten können und daher eine höhere Temperatur haben; der andere kann mehr absorbieren und eine niedrigere Temperatur haben.

Hitze ist wie Aufregung. Die Teilchen des Objekts werden also beim Erhitzen stärker angeregt. In ihrer Aufregung wollen sie hüpfen und springen und herumtanzen. Wenn sie ihre Aufregung nicht zeigen dürfen, geraten sie in Stress. Wenn wir ihnen erlauben, mehr Raum untereinander zu schaffen, wird ihr Stresslevel reduziert und sie werden anfangen, diesen zusätzlichen Raum einzunehmen. Der Raum, der zwischen Partikeln in einem Objekt entsteht, ist das Volumen. Die Spannung, die sich zwischen Partikeln in einem Objekt entwickelt, ist der Druck. Die Menge an Tanzen und Springen, die die Teilchen machen, ist die Temperatur.

Temperatur ist eine physikalische Größe, die die Hitze oder Kälte eines Körpers misst, aber Wärme ist eine Form von Energie, die ein Wärmegefühl hervorruft.