Termal Enerji vs Sıcaklık
Termal enerji ve sıcaklık, fizikte tartışılan iki kavramdır. Bu kavramlar termodinamik ve ısıda yaygın olarak kullanılır ve tartışılır. Termal enerji ve sıcaklık kavramları, ısı ve termodinamik, makine mühendisliği, fiziksel kimya, fizik, astronomi ve diğer çeşitli alanlarda çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu yazıda, termal enerji ve sıcaklığın ne olduğunu, tanımlarını, termal enerji ve sıcaklığın uygulamalarını, termal enerji ve sıcaklığın boyutlarını ve birimlerini ve son olarak termal enerji ve sıcaklık arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları tartışacağız.
Termal Enerji
Daha yaygın olarak ısı olarak bilinen termal enerji, bir enerji şeklidir. Joule cinsinden ölçülür. Termal enerji, belirli bir sistem için bir iç enerjidir. Termal enerji, bir sistemin sıcaklığının nedenidir. Mutlak sıfırın üzerinde bir sıcaklığa sahip her sistem pozitif bir termal enerjiye sahiptir. Termal enerji, sistemdeki moleküllerin, atomların ve elektronların rastgele hareketleri nedeniyle oluşur. Atomların kendileri herhangi bir termal enerji içermezler, ancak kinetik enerjileri vardır. Bu atomlar birbirleriyle ve sistemin duvarlarıyla çarpıştıklarında fotonlar olarak termal enerjiyi serbest bırakırlar. Böyle bir sistemi ısıtmak sistemin termal enerjisini artıracaktır.
Termal enerji, tüm sistem düşünüldüğünde iş yapamayan rastgele bir enerji şeklidir. Bir sistemin termal enerjisi ne kadar yüksekse, sistemin rastgeleliği o kadar yüksek olacaktır. Termal enerji, bir ısı motoru kullanılarak mekanik enerjiye dönüştürülebilir. Teorik olarak, termal enerji %100 verimle mekanik enerjiye dönüştürülemez. Bunun nedeni, ısı motorunun döngüsünden kaynaklanan evrensel entropi artışıdır.
Sıcaklık
Sıcaklık, bir sistemin ölçülebilir termal özelliğidir. Kelvin, Celsius veya Fahrenheit cinsinden ölçülür. Sıcaklık ölçümü için SI birimi Kelvin'dir.
Bir sistemin termal enerjisi, sistemin mutlak sıcaklığıyla orantılıdır. Sistem mutlak sıfırda (sıfır kelvin) ise, sistemin termal enerjisi de sıfırdır. Bununla birlikte, daha yüksek sıcaklığa sahip bir nesne daha az termal enerji taşıyabilir. Bunun nedeni, termal enerjinin nesnenin kütlesine, nesnenin ısı kapasitesine ve nesnenin sıcaklığına bağlı olmasıdır.
Sıcaklık ve Termal Enerji arasındaki fark nedir?
• Termal enerji doğrudan ölçülebilir bir miktar değilken, sıcaklık ölçülebilir bir miktardır.
• Bir nesnenin sıcaklığı, sıcaklığı ölçmek için kullanılan birim sisteme bağlı olarak negatif değerler alabilir, ancak bir sistemin termal enerjisi negatif olamaz.
• Sıcaklık Kelvin cinsinden ölçülürken termal enerji Joule cinsinden ölçülür.
• Bir nesne, sistemin sıcaklığını değiştirmeden bir durum geçişinde termal enerji kaybedebilir veya kazanabilir.
