Manualul meu spune „Cantitatea de energie termică se găsește prin măsurarea temperaturii substanței”. Totuși, cum este acest lucru adevărat? Temperatura măsoară doar energia cinetică medie a particulelor dintr-un obiect, nu câte particule există. De exemplu, imaginați-vă că câteva particule dintr-un borcan au o viteză foarte mare; astfel, temperatura din interiorul borcanului ar fi foarte ridicată, dar nu ar exista prea multă energie termică deoarece există doar câteva particule. Oceanul, pe de altă parte, are multe, multe particule, dar temperatura sa este mai scăzută. Cu toate acestea, oceanul are mai multă energie termică! Dacă acesta este cazul, atunci în mod evident temperatura nu poate măsura energia termică. De ce spune așa manualul meu?
Comentarii
- Manualul dvs. este cam greșit dacă scoatem fraza din context (deci ar putea fi corectă) dacă îl citim în context). Cantitatea de energie termică este măsurată prin încălzirea substanței cu o cantitate cunoscută de energie și măsurarea schimbării temperaturii.
Răspuns
Energia termică este exact media (în ceea ce privește intervalul de timp al măsurii dvs.) a energiei cinetice de translație globale a tuturor particulelor din sistemul dvs. Acest lucru, la rândul său, poate fi legat de temperatura sistemului dvs., în cazul în care hamiltonienul este separabil în coordonatele fiecărei particule (teorema echipației) În special, energia termică globală este proporțională atât cu numărul $ N $ de particule, cât și cu energiile lor cinetice (de cele mai multe ori nu este altceva decât produsul acestora, după o medie peste toate gradele de libertate).
În exemplul dvs., două particule cu viteză mare pot contribui în continuare la energia termică totală, la fel și un sistem de mai multe particule în care fiecare dintre ele împarte contribuții la viteză foarte mică. Poate doriți să aruncați o privire la pagina wikipedia care extinde ceea ce am afirmat mai sus pe scurt.
EDIT
După cum sa menționat mai jos, pot exista contribuții non-tradiționale și potențiale care să fie luate în considerare și la calcularea mediei pentru energia termică totală, mai degrabă decât doar termenii cinetici.
Comentarii
- " Energia termică este exact media ([…]) energiei cinetice translaționale globale a tuturor particulelor din sistemul dvs. " Tratează un caz destul de special ca dacă a definit sensul general. În general, există moduri non-translaționale și mai mult, o parte din energia din aceste moduri poate fi mai degrabă potențială decât cinetică.
- @dmckee Ai ' drept . Am modificat răspunsul pentru a include sugestia dvs., vă mulțumesc!