Värme
Omvandling av olika temperaturskalor
Det finns olika temperaturskalor benämnda Celsius, Fahrenheit och Kelvin.
- Celsius \(\Rightarrow\) Kelvin: \(\hspace{1.1 cm} K = C + 273,15\)
- Kelvin \(\Rightarrow\) Celsius: \(\hspace{1 cm}C = K – 273,15\)
- Celsius \(\Rightarrow\) Farenheit: \(\hspace{0.3 cm} F = 1,8 C + 32\)
- Farenheit \(\Rightarrow\) Celsius: \(\hspace{0.3 cm}C = \displaystyle\frac{1}{1,8}(F – 32)\)
- Kelvin \(\Rightarrow\) Farenheit: \(\hspace{0.3 cm}F = 1,8K – 459,67\)
- Farenheit \(\Rightarrow\) Kelvin: \(\hspace{0.3 cm} K = \displaystyle\frac{1}{1,8}(F + 459,67)\)
Energi strävar alltid efter att utjämna temperaturskillnader genom att spontant strömma från varmare områden till kallare. Denna process fortsätter tills temperaturskillnaden har utjämnats.
Värme är energi som överförs mellan områden med olika temperatur. Energiöverföringen kan i princip ske på tre olika sätt:
- Strålning: t.ex. solstrålar från solen till jorden
- Ledning: t.ex. från en spisplatta till en kastrull eller via s k induktionshäll
- Konvektion: naturlig konvektion som beror av temperaturskillnader i en gas eller vätska, och påtvingad konvektion som uppstår t ex i en värmefläkt.
Atomerna i materien är ständigt i rörelse och har därmed en viss rörelseenergi, även i fast materia som inte rör sig. Atomerna har också potentiell energi som beror på att atomerna växelverkar med varandra. Summan av den inre rörelseenergin och den potentiella energin är den inre energin. Inre energi kallas också värmeenergi eller termisk energi.
Temperatur
Temperatur är ett mått på molekylernas eller atomernas rörelseenergi. Temperaturen hos ett ämne ökar om den genomsnittliga rörelseenergin i ämnets molekyler ökar. Detsamma gäller om rörelseenergin minskar, då minskar även temperaturen. Temperaturen påverkas inte om den potentiella energin ändras.
Eftersom temperaturen är ett mått på den oordnade rörelseenergin hos atomer och molekyler finns det en lägsta möjliga temperatur då all rörelse avstannat, denna temperatur kallas absolute nollpunkten som motsvarar – 273,15° C(Celsius) eller 0° K(Kelvin). Någon motsvarande högsta möjliga temperatur finns inte.