Alkuaineen tarina

Lämpötila ja lämpö

Avogadron vakio on täsmällinen määritelmä, mutta mitattu massa, konsentraatio tai moolimassa ei välttämättä ole. Lopputuloksen epävarmuus määräytyy käytännön mittausten mukaan eikä N_A:n numeromäärän perusteella.

Tutki lisää

Mole And Avogadro · Energy Conservation

Mikroskooppinen tulkinta

Lämpötila ja lämpö eivät ole sama asia. Lämpötila on tilasuure, joka määrää spontaanin lämmönsiirron suunnan; lämpö Q on energiaa, joka siirtyy systeemirajan yli lämpötilaeron vuoksi. Systeemillä on sisäenergiaa, ei “varastoitua lämpöä” aineena.

Ideaalisessa yksiatomisessa kaasussa keskimääräinen translaatiokineettinen energia on 3/2 k_BT. Monimutkaisissa aineissa myös värähtelyt, rotaatiot ja vuorovaikutukset osallistuvat sisäenergiaan.

Ilman faasimuutosta Q≈mcΔT sopivalla lämpötila-alueella. Ominaislämpökapasiteetti riippuu aineesta ja joskus lämpötilasta. Kaasuilla c_p ja c_v eroavat, koska vakiopaineessa laajeneminen tekee työtä.

Sulamisen tai kiehumisen aikana energiaa voi siirtyä ilman lämpötilan nousua ideaalissa tasapainemallissa. Energia muuttaa aineen mikroskooppista rakennetta ja vuorovaikutusten energiaa.

Lämmönjohtumisessa energia siirtyy aineen sisällä mikroskooppisten törmäysten, värähtelyjen ja metalleissa elektronien avulla. Nettovirta kulkee lämpimämmästä kylmempään.