Diferencia entre temperatura y energía térmica

¿Qué es la temperatura?

La temperatura es una propiedad física que caracteriza la energía cinética promedio de las partículas de un sistema macroscópico en equilibrio termodinámico. Es una propiedad de la materia, que cuantifica los conceptos de frío y calor. Los cuerpos más calientes tienen una temperatura más alta que los más fríos.

La temperatura juega un papel importante en todas las áreas de las ciencias naturales: física, geología, química, ciencias atmosféricas y biología. Muchas propiedades físicas de las sustancias, incluidas la fase sólida, líquida, gaseosa o de plasma, la densidad, la solubilidad, la presión de vapor y la conductividad eléctrica, dependen de la temperatura. La temperatura también juega un papel importante en la determinación de la velocidad y el alcance de las reacciones químicas.

Cuantitativamente la temperatura se mide con termómetros. Tres escalas de temperatura se utilizan actualmente en la ciencia y la industria. Hay dos de ellos en el sistema SI: las escalas Celsius y Kelvin. La escala Fahrenheit se usa principalmente en los Estados Unidos.

Cuando dos cuerpos con diferente temperatura entran en contacto, se produce un intercambio de calor entre ellos, haciendo que el cuerpo más caliente se enfríe y el más frío se caliente. El intercambio de calor se detiene cuando los cuerpos alcanzan la misma temperatura. Entonces se establece el equilibrio térmico entre ellos.

La temperatura es una medida de la intensidad del movimiento de calor de las partículas. El movimiento de Brown se vuelve más intenso cuando sube la temperatura. La difusión también ocurre más rápido a temperaturas más altas. Estos ejemplos muestran que la temperatura está directamente relacionada con el movimiento caótico de los elementos estructurales. Las partículas de los cuerpos calentados tienen mayor energía cinética, se mueven con más fuerza. En contacto, las partículas del cuerpo a mayor temperatura ceden parte de su energía cinética a las partículas del cuerpo más frío. Este proceso continúa hasta que la intensidad del movimiento de las partículas en ambos cuerpos se iguala. Los fenómenos de calor están por tanto relacionados con el movimiento caótico de los elementos estructurales, por lo que este movimiento se denomina térmico.

Debido a la naturaleza caótica del movimiento térmico, las partículas tienen una energía cinética variable. A medida que aumenta la temperatura, aumenta el número de partículas con mayor energía cinética, es decir, el movimiento del calor se vuelve más intenso.

Cuando la temperatura disminuye, la intensidad del movimiento térmico disminuye. La temperatura a la que cesa el movimiento térmico de las partículas se llama absoluta. El cero absoluto en la escala Celsius corresponde a una temperatura de -273,16°C.

¿Qué es la Energía Térmica?

La energía es una propiedad física que define la capacidad de un sistema para cambiar el estado del medio ambiente o para realizar un trabajo. Se puede atribuir a cualquier partícula, objeto o sistema. Existen diferentes tipos de energía, que suelen tener el nombre de la fuerza respectiva.

La energía cinética total de los elementos estructurales de un sistema (átomos, moléculas, partículas cargadas) se denomina energía térmica. Es un tipo de energía relacionada con el movimiento de los elementos estructurales del sistema.

A medida que aumenta la temperatura corporal, aumenta la energía cinética de los elementos estructurales. A medida que aumenta la energía cinética, aumenta la energía térmica del cuerpo. Por lo tanto, la energía térmica de los cuerpos aumenta con el aumento de su temperatura.

La energía térmica depende de la masa del cuerpo. Tomemos, por ejemplo, una taza de agua y un lago con la misma temperatura. A la misma temperatura del agua, la energía cinética media de las moléculas es la misma. Pero en el lago la cantidad de moléculas y, respectivamente, la energía térmica del agua es mucho mayor.

La transferencia de energía térmica ocurre siempre que hay un gradiente de temperatura en un sistema de material continuo. La energía térmica se puede transferir por conducción, convección y radiación. Se transmite desde las partes de un cuerpo (o sistema) con una temperatura más alta a las partes donde la temperatura es más baja. El proceso continúa hasta que la temperatura en el cuerpo (o sistema) es igual.

La energía térmica es en realidad la energía cinética de los elementos estructurales de la materia. La conductividad térmica, a su vez, es una transferencia de esta energía cinética y se produce en colisiones caóticas de partículas.

Dependiendo de su capacidad para mover fácilmente la energía térmica, las sustancias se dividen en conductoras y aislantes. Los conductores (por ejemplo, metales) permiten que la energía térmica se mueva fácilmente a través de ellos, mientras que los aislantes (por ejemplo, plástico) no lo hacen.

Casi todas las transferencias de energía implican la liberación de energía térmica.

La unidad de medida de la energía térmica en el sistema SI es el Joule (J). Otra unidad que se usa a menudo es la Caloría. La energía térmica correspondiente a la energía a una temperatura de 1 K es 1380 × 10-23 J.

Diferencia entre temperatura y energía térmica

1. Definición

La temperatura: La energía cinética promedio de los elementos estructurales de un sistema (átomos, moléculas, partículas cargadas) se llama temperatura.

Energía térmica: La energía cinética total de los elementos estructurales de un sistema se denomina energía térmica.

2. Valores

La temperatura: La temperatura puede ser positiva y negativa.

Energía térmica: La energía térmica siempre tiene valores positivos.

3. Unidades de medida

La temperatura: La temperatura se mide en Celsius, Kelvin y Fahrenheit.

Energía térmica: La energía térmica se mide en julios y calorías.

4. Dependencia cuantitativa

La temperatura: La temperatura no depende de la cantidad de sustancia, está relacionada con la energía cinética promedio de las partículas.

Energía térmica: La energía térmica depende de la cantidad de sustancia, está relacionada con la energía cinética total de las partículas.

Temperatura frente a energía térmica:

Resumen de Temperatura vs. Energía Térmica

• La energía cinética promedio de los elementos estructurales de un sistema (átomos, moléculas, partículas cargadas) se llama temperatura.
• La energía cinética total de los elementos estructurales de un sistema se denomina energía térmica.
• La temperatura puede ser positiva o negativa, y la energía térmica siempre tiene valores positivos.
• La temperatura se mide en Celsius, Kelvin y Fahrenheit. La energía térmica se mide en julios y calorías.
• La temperatura no depende de la cantidad de sustancia, está relacionada con la energía cinética promedio de las partículas.
• La energía térmica depende de la cantidad de sustancia, está relacionada con la energía cinética total de las partículas.