تفاوت گرما و دما
ارسال شده: شنبه ۱۴۰۰/۳/۸ - ۰۸:۰۱
تفاوت اصلی این است که گرما با انرژی گرمایی سروکار دارد ، در حالی که دما بیشتر مربوط به انرژی جنبشی مولکولی است. گرما انتقال انرژی حرارتی است ، در حالی که دما خصوصیاتی است که جسم به نمایش می گذارد.نتیجه تصویر برای تفاوت بین گرما و دما
گرما انتقال انرژی گرمایی بین مولکولهای درون یک سیستم را توصیف می کند و با ژول اندازه گیری می شود. گرما نحوه حرکت یا جریان انرژی را اندازه گیری می کند. ... دما متوسط انرژی جنبشی مولکولها را در داخل یک ماده یا سیستم توصیف می کند و در آن به سانتیگراد (درجه سانتیگراد) ، کلوین (K) ، فارنهایت (درجه فارنهایت) یا رانکین (R) اندازه گیری می شود. گرما نوعی انرژی است که می تواند از یک بدن گرم به یک بدن سرد منتقل شود. دما درجه حرارت و سردی بدن است. گرما کل انرژی جنبشی و انرژی پتانسیلی است که توسط مولکولهای یک جسم بدست می آید. ... گرما از بدن گرم به بدن سرد جریان می یابد.اجسام گرمتر دارای انرژی پویایی متوسط و دمای بالاتری هستند. اجسام خنک کننده دارای انرژی جنبشی متوسط پایین تر و دمای پایین تر هستند. ... اما این سرعت متوسط آنهاست که میزان گرمای یک جسم و دمای آن را تعیین می کند.
گرما از ویژگی های یک سیستم نیست. گرما یک عملکرد فرایند است. دما از ویژگی های سیستم است زیرا یک تابع حالت است. به عنوان مثال ، حالت یک گاز ساده با دما ، فشار و ترکیب داده می شود (T ، p ، N)
دما به عنوان نسبت معکوس تغییر آنتروپی S تعریف می شود
به تغییرات در انرژی داخلی U
$ T \equiv \left( \frac{\partial S}{\partial U} \right)^{-1}$
این مفهوم ترمودینامیکی دما است که کلیتر از مفهوم حرکتی است که شما در نظر دارید. در مورد سوال شما ، بخشی از انرژی داده شده به عنوان گرما برای شکستن پیوندها استفاده می شود و در صورت ادامه تأمین انرژی ، هنگامی که شکسته می شود ، این باعث افزایش انرژی جنبشی مولکول ها می شود.
علاوه بر این ، دمای جنبشی میانگین انرژی جنبشی تمام مولکول های جسم نیست. این میانگین انرژی های جنبشی ، میانگین انرژی جنبشی است. دمای جنبشی 2/3 تعریف شده است
متوسط انرژی داخلی در هر چگالی تعداد.
از طرف دیگر Q را گرم کنید
برای یک فرایند معین به عنوان انرژی درونی مبادله شده تعریف می شود که نه کار می کند و نه ناشی از جریان ماده است
$ Q \equiv \Delta U - W - U_{matter}$
توجه داشته باشید که انرژی داخلی یک تابع حالت است و ΔU تفاوت بین انرژی اولیه و نهایی را نشان می دهد ، اما گرما یک تابع حالت نیست و به همین دلیل است که ما Q را به جای ΔQ نادرست می نویسیم
مفهوم عملکرد فرآیند با مثال دریاچه به راحتی قابل درک است. یک دریاچه مقداری آب دارد و این امر می تواند با تبخیر و بارندگی تغییر کند. می توانید مقدار آب اضافه شده به دریاچه را با برخی مراحل باران حساب کنید ، اما خود دریاچه هیچ مقدار "باران" یا تبخیر "فقط مقداری آب ندارد". به همین ترتیب یک سیستم ترمودینامیکی دارای انرژی داخلی است
تفاوت اساسی بین گرما و دما چیست؟
دما معمولاً به عنوان نمای کالیبره شده از گرما دیده می شود
در بهترین حالت فقط تا حدی درست است. اگر گرمای خاص سیستم شما C (T) باشد
سپس گرمای وارد شده به سیستم شما در حرکت از دمای T1 به T2 است
است (با فرض اینکه ما می توانیم کارهای انجام شده توسط یا توسط سیستم را نادیده بگیریم):
$ U = \int_{T_1}^{T_2} \space C(T)dt$
اگر گرمای خاص C باشد
مستقل از دما است پس درست است که بدست می آورید:
$ U = C \space (T_2 - T_1)$
و در این حالت می توانید دما را "نمایشی کالیبره شده از گرما" بدانید. اما این یک مورد خاص است و به طور کلی C (T)
تابعی از دما است.
تا زمانی که از انتقال فاز دور باشیم انتظار داریم C (T)
یک عملکرد صاف از T است بنابراین در رابطه با تغییر گرما به تغییر دما هیچ مشکلی برای ادغام وجود ندارد. اما در مرحله اول انتقال فاز مانند ذوب یا جوشاندن گرمای خاص منفرد می شود و ما فقط نمی توانیم از طریق انتقال فاز ادغام شویم. در عوض اگر یک انتقال فاز بین T1 و T2 داشته باشیم
ما باید کاری مانند:
$ U = \int_{T_1}^{T_{phase}} C(T)dt + L + \int_{T_{phase}}^{T_2} C(T)dt$
جایی که گرمای نهان است شما می توانید این موضوع را به عنوان تبدیل شدن C (T) به یک تابع دلتا در Tphase در نظر بگیرید ، و ما می توانیم توابع دلتا را با هم ادغام کنیم و یک مقدار محدود را بدست آوریم ، که در این حالت گرمای نهان است. دما از برخی جهات تمایل یک جسم را برای دادن انرژی گرمایی خود به سایر اجسام نشان می دهد. به نوعی مانند حرف زدن است. برخی افراد نمی توانند رازهایی را که می دانند نگه دارند. بنابراین ، آنها همیشه با دیگران صحبت می کنند. اینکه شخصی چقدر صحبت می کند در واقع مقدار دانش او را اندازه گیری نمی کند. این فقط اطلاعات اضافی را که آنها قادر به نگه داشتن خود نیستند و باید به دیگران بدهند اندازه گیری می کند. به همین ترتیب ، دما واقعاً انرژی یا گرمای داخل یک جسم را اندازه گیری نمی کند. این اندازه گیری می کند که چه مقدار از آن گرما آماده است تا داده شود. بنابراین ، دو جسم با شدت یکسان برای مدت زمان یکسان گرم می شوند و در نهایت دمای یکسانی ندارند. فرد قادر به حفظ کمتر خواهد بود و از این رو در دمای بالاتر خواهد بود. دیگری ممکن است بیشتر جذب شود و در دمای پایین تری باشد.
گرما مانند هیجان است. بنابراین ، ذرات جسم هنگام گرم شدن بیشتر هیجان زده می شوند. آنها از هیجان خود می خواهند بپرند و بپرند و در اطراف برقصند. اگر اجازه نداشته باشد هیجان خود را نشان دهند ، دچار استرس می شوند. اگر به آنها اجازه دهیم فضای بیشتری در بین خود ایجاد کنند ، سطح استرس آنها کاهش می یابد و آنها فضای اضافی را اشغال می کنند. فضایی که در میان ذرات موجود در یک جسم ایجاد می شود ، حجم آن است. تنشی که در میان ذرات موجود در یک جسم ایجاد می شود فشار است. میزان رقص و پرشی که ذرات انجام می دهند دما است.در اینجا هیچ متغیر حالت ترمودینامیکی وجود ندارد که "گرما" نامیده شود. تنها راهی که در آن صحبت کردن در مورد "گرما" منطقی است ، روش دیفرانسیل است ، δQ ، گرمای بی نهایت کوچک اضافه شده یا خارج از سیستم در طی برخی مراحل. به نظر می رسد ، این یک تفاوت دقیق نیست ، و این بدان معنی است که انتگرال بیش از δQ از برخی از حالت های اولیه تا برخی از نقاط نهایی به مسیر طی شده بستگی دارد و فقط به نقاط انتهایی بستگی ندارد (دقیقاً به همین دلیل است که هیچ تابع حالت وجود ندارد) گرما "وجود دارد). با این حال ، دیفرانسیل های نادرست می توانند با یکپارچه سازی فاکتورها به تفاوت های دقیق تبدیل شوند و عامل یکپارچه سازی که دیفرانسیل گرما را دقیق می کند ، دمای معکوس است: 1TδQ دقیق است. در واقع ، این دیفرانسیل آنتروپی ، dS است
شک دارم این چیزی است که شما می خواستید بشنوید. اما پس از آن ، مفهوم گرما غالباً چنان گیج کننده است که لازم دیدم برخی از واقعیت های مهم را بیان کنم.
اگر سوال شما را کمی تغییر شکل دهم و آن را به عنوان "چه تفاوتی بین انرژی و دما وجود دارد" تفسیر کنم ، می توانم کمی بیشتر بگویم. اگر دو سیستم داشته باشید که به گونه ای در تماس قرار بگیرند که بتوانند انرژی را تبادل کنند ، در نهایت به همان دما می رسند. این بدان معنا نیست که انرژی آنها یکسان خواهد بود ، زیرا یکی از این دو سیستم می تواند بسیار بزرگتر از دیگری باشد.
در یک قیاس معروف که به فاینمن برمی گردد ، به فرایند خشک کردن خود با حوله هنگام خیس فکر کنید. حوله در حالی که خشک تر می شوید آب را از شما می گیرد و مرطوب می شود. اما اگر حوله از قبل کاملاً مرطوب باشد ، نمی توانید با آن کاملاً خشک شوید ، زیرا آب از حوله به همان اندازه که حوله به شما می رسد به شما می رسد. در این وضعیت "تعادل" "رطوبت" شما و حوله در تعادل است ، اما این بدان معنا نیست که مقدار آب حوله همان مقدار آب روی شماست. حالا فکر کنید "آب" = "انرژی" و "رطوبت" = "دما".
همانطور که یاد گرفتیم ، گرادیان حرارتی به عنوان نسبت اختلاف دما و فاصله بین دو نقطه تعریف می شود (معادل آن ، تغییر دما در یک طول معین). شیب های حرارتی را می توان با دانستن دما در دو نقطه و فاصله بین دو نقطه محاسبه کرد.این گرادیان چگالی به تغییر دما در جهت عمودی بستگی دارد. ... شرایط پایدار نزدیک سطح معمولاً در شب هنگام خنک کننده تابشی زمین باعث افزایش دمای هوا با افزایش ارتفاع از سطح زمین می شود. این وارونگی دما نامیده می شود.
چرا گرادیان دما در یک میله گرم شده تنظیم می شود؟فرض کنید یک میله استوانه ای در 100 درجه سانتیگراد و دیگری در 0 درجه سانتیگراد حفظ شود. کتاب من می گوید که پس از رسیدن به "حالت ثابت" ، میله یک شیب دمایی ثابت در سراسر میله ایجاد کرده است.
چرا میله به حالت ثابت نمی رسد و نباید تا زمانی که میله به 100 درجه برسد گرما را جذب کند.
فرض کنید قسمت منحنی میله کاملا عایق بندی شده باشد.معادله انتقال گرما از فوریه را اعمال کنید (در اینجا فقط در یک بعد ، x ، فقط):
$\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha \frac{\partial^2 T}{\partial x^2}$
برای حالت ثابت ، دمای هوا دیگر به مرور زمان تغییر نمی کند:
$\frac{\partial T}{\partial t}=0 \Rightarrow \frac{\partial^2 T}{\partial x^2}=0$
$\frac{\partial^2 T}{\partial x^2}=0 \Rightarrow \frac{\mathrm{d}T}{\mathrm{d}x}=c_1$
پس از ادغام به دست می آوریم:
$T=c_1x+c_2$
جایی که c1 و c2 ثابت های ادغام هستند ، با شرایط مرزی یافت می شوند (L طول میله است):
$x=0 \to T=100 \to c_2=100$
$x=L \to T=0 \to 0=c_1L+100$
$\Rightarrow c_1=-\frac{100}{L}$
$\boxed {T(x)=100\Big(1-\frac{x}{L}\Big)}$
این فقط برای یک میله کاملا عایق بندی شده صدق می کند. .i hope i helped roham hesami
گرما انتقال انرژی گرمایی بین مولکولهای درون یک سیستم را توصیف می کند و با ژول اندازه گیری می شود. گرما نحوه حرکت یا جریان انرژی را اندازه گیری می کند. ... دما متوسط انرژی جنبشی مولکولها را در داخل یک ماده یا سیستم توصیف می کند و در آن به سانتیگراد (درجه سانتیگراد) ، کلوین (K) ، فارنهایت (درجه فارنهایت) یا رانکین (R) اندازه گیری می شود. گرما نوعی انرژی است که می تواند از یک بدن گرم به یک بدن سرد منتقل شود. دما درجه حرارت و سردی بدن است. گرما کل انرژی جنبشی و انرژی پتانسیلی است که توسط مولکولهای یک جسم بدست می آید. ... گرما از بدن گرم به بدن سرد جریان می یابد.اجسام گرمتر دارای انرژی پویایی متوسط و دمای بالاتری هستند. اجسام خنک کننده دارای انرژی جنبشی متوسط پایین تر و دمای پایین تر هستند. ... اما این سرعت متوسط آنهاست که میزان گرمای یک جسم و دمای آن را تعیین می کند.
گرما از ویژگی های یک سیستم نیست. گرما یک عملکرد فرایند است. دما از ویژگی های سیستم است زیرا یک تابع حالت است. به عنوان مثال ، حالت یک گاز ساده با دما ، فشار و ترکیب داده می شود (T ، p ، N)
دما به عنوان نسبت معکوس تغییر آنتروپی S تعریف می شود
به تغییرات در انرژی داخلی U
$ T \equiv \left( \frac{\partial S}{\partial U} \right)^{-1}$
این مفهوم ترمودینامیکی دما است که کلیتر از مفهوم حرکتی است که شما در نظر دارید. در مورد سوال شما ، بخشی از انرژی داده شده به عنوان گرما برای شکستن پیوندها استفاده می شود و در صورت ادامه تأمین انرژی ، هنگامی که شکسته می شود ، این باعث افزایش انرژی جنبشی مولکول ها می شود.
علاوه بر این ، دمای جنبشی میانگین انرژی جنبشی تمام مولکول های جسم نیست. این میانگین انرژی های جنبشی ، میانگین انرژی جنبشی است. دمای جنبشی 2/3 تعریف شده است
متوسط انرژی داخلی در هر چگالی تعداد.
از طرف دیگر Q را گرم کنید
برای یک فرایند معین به عنوان انرژی درونی مبادله شده تعریف می شود که نه کار می کند و نه ناشی از جریان ماده است
$ Q \equiv \Delta U - W - U_{matter}$
توجه داشته باشید که انرژی داخلی یک تابع حالت است و ΔU تفاوت بین انرژی اولیه و نهایی را نشان می دهد ، اما گرما یک تابع حالت نیست و به همین دلیل است که ما Q را به جای ΔQ نادرست می نویسیم
مفهوم عملکرد فرآیند با مثال دریاچه به راحتی قابل درک است. یک دریاچه مقداری آب دارد و این امر می تواند با تبخیر و بارندگی تغییر کند. می توانید مقدار آب اضافه شده به دریاچه را با برخی مراحل باران حساب کنید ، اما خود دریاچه هیچ مقدار "باران" یا تبخیر "فقط مقداری آب ندارد". به همین ترتیب یک سیستم ترمودینامیکی دارای انرژی داخلی است
تفاوت اساسی بین گرما و دما چیست؟
دما معمولاً به عنوان نمای کالیبره شده از گرما دیده می شود
در بهترین حالت فقط تا حدی درست است. اگر گرمای خاص سیستم شما C (T) باشد
سپس گرمای وارد شده به سیستم شما در حرکت از دمای T1 به T2 است
است (با فرض اینکه ما می توانیم کارهای انجام شده توسط یا توسط سیستم را نادیده بگیریم):
$ U = \int_{T_1}^{T_2} \space C(T)dt$
اگر گرمای خاص C باشد
مستقل از دما است پس درست است که بدست می آورید:
$ U = C \space (T_2 - T_1)$
و در این حالت می توانید دما را "نمایشی کالیبره شده از گرما" بدانید. اما این یک مورد خاص است و به طور کلی C (T)
تابعی از دما است.
تا زمانی که از انتقال فاز دور باشیم انتظار داریم C (T)
یک عملکرد صاف از T است بنابراین در رابطه با تغییر گرما به تغییر دما هیچ مشکلی برای ادغام وجود ندارد. اما در مرحله اول انتقال فاز مانند ذوب یا جوشاندن گرمای خاص منفرد می شود و ما فقط نمی توانیم از طریق انتقال فاز ادغام شویم. در عوض اگر یک انتقال فاز بین T1 و T2 داشته باشیم
ما باید کاری مانند:
$ U = \int_{T_1}^{T_{phase}} C(T)dt + L + \int_{T_{phase}}^{T_2} C(T)dt$
جایی که گرمای نهان است شما می توانید این موضوع را به عنوان تبدیل شدن C (T) به یک تابع دلتا در Tphase در نظر بگیرید ، و ما می توانیم توابع دلتا را با هم ادغام کنیم و یک مقدار محدود را بدست آوریم ، که در این حالت گرمای نهان است. دما از برخی جهات تمایل یک جسم را برای دادن انرژی گرمایی خود به سایر اجسام نشان می دهد. به نوعی مانند حرف زدن است. برخی افراد نمی توانند رازهایی را که می دانند نگه دارند. بنابراین ، آنها همیشه با دیگران صحبت می کنند. اینکه شخصی چقدر صحبت می کند در واقع مقدار دانش او را اندازه گیری نمی کند. این فقط اطلاعات اضافی را که آنها قادر به نگه داشتن خود نیستند و باید به دیگران بدهند اندازه گیری می کند. به همین ترتیب ، دما واقعاً انرژی یا گرمای داخل یک جسم را اندازه گیری نمی کند. این اندازه گیری می کند که چه مقدار از آن گرما آماده است تا داده شود. بنابراین ، دو جسم با شدت یکسان برای مدت زمان یکسان گرم می شوند و در نهایت دمای یکسانی ندارند. فرد قادر به حفظ کمتر خواهد بود و از این رو در دمای بالاتر خواهد بود. دیگری ممکن است بیشتر جذب شود و در دمای پایین تری باشد.
گرما مانند هیجان است. بنابراین ، ذرات جسم هنگام گرم شدن بیشتر هیجان زده می شوند. آنها از هیجان خود می خواهند بپرند و بپرند و در اطراف برقصند. اگر اجازه نداشته باشد هیجان خود را نشان دهند ، دچار استرس می شوند. اگر به آنها اجازه دهیم فضای بیشتری در بین خود ایجاد کنند ، سطح استرس آنها کاهش می یابد و آنها فضای اضافی را اشغال می کنند. فضایی که در میان ذرات موجود در یک جسم ایجاد می شود ، حجم آن است. تنشی که در میان ذرات موجود در یک جسم ایجاد می شود فشار است. میزان رقص و پرشی که ذرات انجام می دهند دما است.در اینجا هیچ متغیر حالت ترمودینامیکی وجود ندارد که "گرما" نامیده شود. تنها راهی که در آن صحبت کردن در مورد "گرما" منطقی است ، روش دیفرانسیل است ، δQ ، گرمای بی نهایت کوچک اضافه شده یا خارج از سیستم در طی برخی مراحل. به نظر می رسد ، این یک تفاوت دقیق نیست ، و این بدان معنی است که انتگرال بیش از δQ از برخی از حالت های اولیه تا برخی از نقاط نهایی به مسیر طی شده بستگی دارد و فقط به نقاط انتهایی بستگی ندارد (دقیقاً به همین دلیل است که هیچ تابع حالت وجود ندارد) گرما "وجود دارد). با این حال ، دیفرانسیل های نادرست می توانند با یکپارچه سازی فاکتورها به تفاوت های دقیق تبدیل شوند و عامل یکپارچه سازی که دیفرانسیل گرما را دقیق می کند ، دمای معکوس است: 1TδQ دقیق است. در واقع ، این دیفرانسیل آنتروپی ، dS است
شک دارم این چیزی است که شما می خواستید بشنوید. اما پس از آن ، مفهوم گرما غالباً چنان گیج کننده است که لازم دیدم برخی از واقعیت های مهم را بیان کنم.
اگر سوال شما را کمی تغییر شکل دهم و آن را به عنوان "چه تفاوتی بین انرژی و دما وجود دارد" تفسیر کنم ، می توانم کمی بیشتر بگویم. اگر دو سیستم داشته باشید که به گونه ای در تماس قرار بگیرند که بتوانند انرژی را تبادل کنند ، در نهایت به همان دما می رسند. این بدان معنا نیست که انرژی آنها یکسان خواهد بود ، زیرا یکی از این دو سیستم می تواند بسیار بزرگتر از دیگری باشد.
در یک قیاس معروف که به فاینمن برمی گردد ، به فرایند خشک کردن خود با حوله هنگام خیس فکر کنید. حوله در حالی که خشک تر می شوید آب را از شما می گیرد و مرطوب می شود. اما اگر حوله از قبل کاملاً مرطوب باشد ، نمی توانید با آن کاملاً خشک شوید ، زیرا آب از حوله به همان اندازه که حوله به شما می رسد به شما می رسد. در این وضعیت "تعادل" "رطوبت" شما و حوله در تعادل است ، اما این بدان معنا نیست که مقدار آب حوله همان مقدار آب روی شماست. حالا فکر کنید "آب" = "انرژی" و "رطوبت" = "دما".
همانطور که یاد گرفتیم ، گرادیان حرارتی به عنوان نسبت اختلاف دما و فاصله بین دو نقطه تعریف می شود (معادل آن ، تغییر دما در یک طول معین). شیب های حرارتی را می توان با دانستن دما در دو نقطه و فاصله بین دو نقطه محاسبه کرد.این گرادیان چگالی به تغییر دما در جهت عمودی بستگی دارد. ... شرایط پایدار نزدیک سطح معمولاً در شب هنگام خنک کننده تابشی زمین باعث افزایش دمای هوا با افزایش ارتفاع از سطح زمین می شود. این وارونگی دما نامیده می شود.
چرا گرادیان دما در یک میله گرم شده تنظیم می شود؟فرض کنید یک میله استوانه ای در 100 درجه سانتیگراد و دیگری در 0 درجه سانتیگراد حفظ شود. کتاب من می گوید که پس از رسیدن به "حالت ثابت" ، میله یک شیب دمایی ثابت در سراسر میله ایجاد کرده است.
چرا میله به حالت ثابت نمی رسد و نباید تا زمانی که میله به 100 درجه برسد گرما را جذب کند.
فرض کنید قسمت منحنی میله کاملا عایق بندی شده باشد.معادله انتقال گرما از فوریه را اعمال کنید (در اینجا فقط در یک بعد ، x ، فقط):
$\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha \frac{\partial^2 T}{\partial x^2}$
برای حالت ثابت ، دمای هوا دیگر به مرور زمان تغییر نمی کند:
$\frac{\partial T}{\partial t}=0 \Rightarrow \frac{\partial^2 T}{\partial x^2}=0$
$\frac{\partial^2 T}{\partial x^2}=0 \Rightarrow \frac{\mathrm{d}T}{\mathrm{d}x}=c_1$
پس از ادغام به دست می آوریم:
$T=c_1x+c_2$
جایی که c1 و c2 ثابت های ادغام هستند ، با شرایط مرزی یافت می شوند (L طول میله است):
$x=0 \to T=100 \to c_2=100$
$x=L \to T=0 \to 0=c_1L+100$
$\Rightarrow c_1=-\frac{100}{L}$
$\boxed {T(x)=100\Big(1-\frac{x}{L}\Big)}$
این فقط برای یک میله کاملا عایق بندی شده صدق می کند. .i hope i helped roham hesami