Lämpö vs. lämpötila
Lämpö ja lämpötila ovat kaksi termiä, joita käytetään hyvin usein fysiikan ja kemian tutkimuksessa. Nämä kaksi käsitettä viittaavat kohteen samaan fyysiseen tilaan, mutta eroavat toisistaan monin tavoin. Ihmiset käyttävät termejä keskenään vaihdettavissa, mikä on virheellistä. Tietenkin ruumiin lämpö kasvaa, kun sen lämpötila nousee, mutta se on välttämätöntä ymmärtämään näiden kahden välinen ero, jotta kohteen energia ymmärrettäisiin selkeämmin.
Lämpö
Lämpö on kehon kokonaisenergia, sekä potentiaalinen että liike-energia. Potentiaalinen energia on varastoitua energiaa, kun taas liike-energia on liikkuvaa energiaa. Se mitataan jouleina (J).
Lämpötila
Lämpötila on kohteen molekyylien kineettisen energian mitta. Se on luku, joka liittyy energiaan, mutta ei itse energiaa. Se mitataan useina yksikköinä, kuten Kelvin, Fahrenheit ja Celsius.
Kun kehoon tuodaan lämpöä, sen molekyylit liikkuvat nopeammin. Molekyylit osuvat toisiinsa, jotka tuottavat enemmän lämpöä ja kehon lämpötila nousee. Näiden törmäysten mitta on lämpötila. Tämä tarkoittaa, että lämpötilan muutos johtaa lämmön levittämiseen kehoon. Lämmön syöttö voi johtaa vaihemuutokseen, kuten jään sulaminen veden tulemiseksi ilman lämpötilan muutosta.
Lämpö on kehoon tuotu energia ja se mittaa kaikkea keholla olevaa energiaa, kun taas lämpötila mittaa vain kehon molekyylien kineettistä energiaa.
Lämpötila on voimakas ominaisuus, kun taas lämpö on laaja ominaisuus. Tämä voidaan selittää esimerkillä. Jos veden kiehumislämpötila on 100 celsiusastetta, se pysyy samana keittämällä yksi litra vai 50 litraa vettä. Mutta 1 litran vettä kiehuttaessa syntyvän lämmön määrä on pienempi kuin lämpöön, joka syntyy, kun 50 litraa vettä keitetään 100 asteeseen.
Toinen esimerkki lämmön ja lämpötilan erosta on käytetty ilotulitus. Kun sytytetään tähtisadetikku, näemme kipinöitä irtoavan kipinästä. Nämä ovat 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 sisällyttämään lämpöä. Vaikka näillä kipinöillä on niin korkeat lämpötilat, niiden sisältämä lämpömäärä on hyvin pieni.
Kaava lämmön mittaamiseksi on seuraava
Q = CMT
Missä Q on lämpö, C on ominaislämpökapasiteetti, M on ruumiin massa ja T on sen lämpötila.
• Vaikka lämpö on energiamuoto, lämpötila mittaa ruumiin kuumuutta.
• Lämpötila on suoraan verrannollinen kehon lämpöön, joten kun lämpöä syötetään, ruumiin lämpötila nousee.
