Дата публикации: Nov 10, 2014 4:58:19 PM
В обычном своем понимании температура, измеренная термометром, характеризует тепловое состояние тел, т.е. насколько они теплы или холодны. С точки зрения науки температура является мерой средней кинетической энергии молекул вещества, определяемой скоростью их движения.
Например, молекулы воды при температуре 50°С (122°F) обладают большей кинетической энергией и движутся быстрее, чем при температуре 5°С (41 °F).
Несмотря на то, что энергия теплового движения молекул и тепловая (внутренняя) энергия часто упоминаются в качестве равнозначных понятий, на самом деле это не одно и то же. Энергия теплового движения, измеряемая термометром в виде температуры, является количественной мерой средней скорости движения молекул вещества. Внутренняя энергия определяется суммой энергий всех молекул тела. Например, при одинаковой температуре двухкилограммовый кусок льда обладает в два раза большей внутренней энергией, чем килограммовый.
В этой главе рассказано не только о том, каким образом теплота может переходить от горячих тел к холодным или передаваться через жидкости, такие как вода или воздух. Теплота способна на большее. При 0°С (32°F) теплота превращает твердый лед в жидкую воду. При 100°С (212°F) — температуре, при которой вода кипит, — теплота превращает жидкую воду в газ, называющийся водяным паром. Почти все другие вещества также претерпевают подобные превращения при собственных характерных температурах. Каждое из таких превращений, называющееся фазовым переходом или изменением агрегатного состояния вещества, связано с подводом теплоты.
Различие между льдом, собственно водой и водяным паром обусловлено их различным молекулярным строением. У льда (ближний рисунок справа) медленно движущиеся молекулы жестко связаны друг с другом. Теплота ослабляет эти связи {средний рисунок), превращая лед в жидкость; дальнейший подвод теплоты разрушает межмолекулярные связи, высвобождая молекулы в виде газа (дальний рисунок справа).