熱と温度

熱エネルギーと温度は、物理学で議論される2つの概念である。これらの概念は、熱力学や熱科学の分野で広く使われ、議論されている。熱エネルギーや温度の概念は、熱や熱力学、機械工学、物理化学、物理学、天文学など様々な分野で非常に重要な役割を担っています。今回は、熱エネルギーと温度とは何か、その定義、熱エネルギーと温度の応用、熱エネルギーと温度の寸法と単位、最後に熱エネルギーと温度の類似点と相違点について説明します。

熱エネルギー

熱エネルギーは、一般に「ヒートエネルギー」と呼ばれ、エネルギーの一種です。単位はジュールです。熱エネルギーは、あるシステムの内部エネルギーである。熱エネルギーは、システムの温度を引き起こすものです。絶対零度以上の温度を持つすべての系は、正の熱エネルギーを持つ。熱エネルギーは、システム内の分子、原子、電子のランダムな運動により発生します。原子自体には熱エネルギーはありませんが、運動エネルギーは持っています。これらの原子が互いに、あるいはシステムの壁と衝突するとき、熱エネルギーの光子を放出する。このようなシステムを加熱することで、システムの熱エネルギーが増加する。

熱エネルギーは確率的エネルギーの一種であり、システム全体で考えると仕事をすることができない。システムの熱エネルギーが高いほど、システムの確率は高くなる。熱エネルギーは、熱機関を使って機械エネルギーに変換することができます。理論上、熱エネルギーを100%の効率で機械エネルギーに変換することはできない。これは、熱機関サイクルによって発生する宇宙エントロピーの増大によるものです。

温度

温度はシステムの測定可能な熱特性で、ケルビン、摂氏、華氏の単位で測定される。温度測定の国際単位系はケルビンである。

システムの熱エネルギーは、システムの絶対温度に比例する。システムが絶対零度（ゼロケルビン）にある場合、システムの熱エネルギーもゼロになる。しかし、温度の高い物ほど熱エネルギーは小さくなります。これは、熱エネルギーが物体の質量、物体の熱容量、物体の温度に依存するためである。

温度と熱エネルギーの違いは何ですか？

-熱は直接測定できる量ではないが、温度は測定できる量である。

-温度を測る単位系によれば、物体の温度は負の値をとることができるが、システムの熱エネルギーは負になりえない。

-温度はケルビン、熱エネルギーはジュール単位で計測されます。