Die Temperatur ist ein Maß dafür, wie heiß oder kalt etwas ist. Insbesondere ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie der Partikel in einem Objekt, bei der es sich um eine Art von Energie handelt, die mit Bewegung verbunden ist. Aber wie heiß ist heiß und wie kalt ist kalt? Die Begriffe heiß und kalt sind keine sehr wissenschaftlichen Begriffe. Wenn wir wirklich angeben möchten, wie heiß oder kalt etwas ist, müssen wir die Temperatur verwenden. Wie heiß ist beispielsweise geschmolzenes Eisen? Um diese Frage zu beantworten, würde ein physikalischer Wissenschaftler die Temperatur des flüssigen Metalls messen. Die Verwendung von Temperatur anstelle von Worten, wie heiß oder kalt, verringert die Verwirrung.

Die Temperatur hängt von der kinetischen Energie der Partikel ab Alle Materie besteht aus Teilchen – Atomen oder Molekülen -, die sich in ständiger Bewegung befinden. Weil die Teilchen in Bewegung sind, haben sie kinetische Energie. Je schneller sich die Teilchen bewegen, desto mehr kinetische Energie haben sie. Was hat Temperatur mit kinetischer Energie zu tun? Nun, wie in dieser Abbildung beschrieben, ist die Temperatur des Objekts umso höher, je mehr kinetische Energie die Partikel eines Objekts haben.

Gaspartikel Die Temperatur ist ein Durchschnittsmaß. Materieteile bewegen sich ständig, aber nicht immer mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung. Wie wir in dieser Abbildung sehen können, ist die Bewegung der Partikel zufällig. Die Materieteilchen in einem Objekt bewegen sich in verschiedene Richtungen und einige Teilchen bewegen sich schneller als andere. Infolgedessen haben einige Partikel mehr kinetische Energie als andere. Was bestimmt also die Temperatur eines Objekts? Die Temperatur eines Objekts ist die beste Annäherung an die kinetische Energie der Partikel. Wenn wir die Temperatur eines Objekts messen, messen wir die durchschnittliche kinetische Energie der Partikel im Objekt.

Je höher die Temperatur, desto schneller bewegen sich die Moleküle der Substanz im Durchschnitt. Farbstoffe verbreiten sich schneller in heißem Wasser als in kaltem Wasser. Dies liegt an der erhöhten Bewegung der Moleküle. Die Temperatur hat nichts mit der Anzahl der beteiligten Moleküle zu tun. Unter gegebenen Bedingungen sind die Temperaturen von 10 ml- und 100 ml-Proben von kochendem Wasser gleich. Dies bedeutet, dass die durchschnittliche kinetische Energie der Moleküle für die beiden unterschiedlichen Wassermengen gleich ist.

Die Temperatur des Tees in der Tasse und in der Teekanne ist gleich. Teekanne In diesem Bild befindet sich mehr Tee in der Teekanne als in der Tasse, aber die Temperatur des Tees in der Tasse entspricht der Temperatur des Tees in der Teekanne.

Temperatur messen Da Moleküle so klein sind, müssen Sie die kinetische Energie der Moleküle einer Substanz mit einer indirekten Methode messen. Wenn einer Substanz Wärme zugeführt wird, bewegen sich die Moleküle schneller. Diese erhöhte Bewegung führt zu einer geringen Zunahme des Volumens oder des Platzbedarfs, der von den meisten Materialien beansprucht wird. Es gibt Geräte, die die Ausdehnung eines Stoffes nutzen, um indirekt die Temperatur zu messen. Solche Geräte werden Thermometer genannt.

Es gibt viele Arten von Thermometern. Viele Thermometer sind dünne Glasröhren, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind. Quecksilber und Alkohol werden häufig in Thermometern verwendet, da sie über einen großen Temperaturbereich flüssig bleiben. Eine Änderung der Temperatur bewirkt eine kleine Änderung des Flüssigkeitsvolumens. Dieser Effekt wird jedoch verstärkt, wenn sich die Flüssigkeit in dem sehr dünnen Rohr des Thermometers ausdehnt.

Thermometer können aufgrund der Wärmeausdehnung die Temperatur messen. Die Wärmeausdehnung ist die Volumenzunahme eines Stoffes aufgrund einer Temperaturerhöhung. Wenn eine Substanz heißer wird, bewegen sich ihre Partikel schneller. Die Teilchen selbst dehnen sich nicht aus; Sie breiten sich nur so aus, dass sich die gesamte Substanz ausdehnt. Verschiedene Substanzen dehnen sich bei einer bestimmten Temperaturänderung unterschiedlich stark aus. Wenn Sie ein Thermometer in eine heiße Substanz einführen, dehnt sich die Flüssigkeit im Inneren des Thermometers aus und steigt auf. Sie messen die Temperatur eines Stoffes, indem Sie die Ausdehnung der Flüssigkeit im Thermometer messen.

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