1。温度と運動エネルギー:
* 温度は、物質内の粒子の平均運動エネルギーの尺度です。 運動エネルギーは運動のエネルギーです。粒子が動くほど速いほど、温度が高くなります。
2。熱エネルギーと質量:
* 熱エネルギーは、物質内のすべての粒子の総運動エネルギーです。 これは、物質の質量に直接比例します。 同じ物質のより大きな質量は、同じ温度でより多くの総運動エネルギー(したがって熱エネルギー)を持ちます。
3。比熱容量:
* 比熱容量は、1グラムの1グラムの温度を1℃(または1ケルビン)で上昇させるために必要なエネルギー量です。 この値は各物質に固有です。たとえば、水には比較的高い比熱容量があります。つまり、鉄のようなものと比較して温度を上げるにはより多くのエネルギーが必要です。
4。熱伝達と温度の変化:
* 熱伝達は、異なる温度でのオブジェクトまたはシステム間の熱エネルギーの流れです。 この流れは、両方のオブジェクトが熱平衡(同じ温度)に達するまで続きます。伝達される熱の量は、質量、比熱容量、およびオブジェクト間の温度差に依存します。
5。アインシュタイン関係:
* einsteinの有名な方程式E =MC²は、質量とエネルギーが同等であることを示しています。 この方程式は、少量の質量を膨大な量のエネルギーに変換できることを示しています。これは、核反応を理解するために重要ですが、ほとんどの物理システムにおける温度、エネルギー、質量の日常的な関係を直接説明するものではありません。
要約:
*温度は、平均粒子運動エネルギーの尺度です。
*熱エネルギーは、すべての粒子の総運動エネルギーであり、質量と温度に依存します。
*特定の熱容量は、物質の温度を変えるのに必要なエネルギーの量を決定します。
*熱伝達は、温度差のために発生し、温度の変化に影響します。
*質量とエネルギーは同等ですが、この関係は日常の熱プロセスではなく、核反応に最も関連しています。
実用的な例:
2つの同一の水の鍋を想像してください。 1つのポットには1リットルの水が含まれ、もう1つのポットには2リットルが含まれています。両方のポットに同じ量の熱を適用します。小さなポットは、質量が少ないため、温度を上げるために必要なエネルギーが少ないため、より速く熱くなり、より高い温度に達します。