热与温度：有什么区别？

热与温度的区别

热和温度是热力学中两个不同的概念，但密切相关。

温度：分子运动的量度

温度是物体分子运动的量度，而热是在两个温度不同的物体之间传递的能量形式。

因此，温度是仅依赖于物体热力学状态的强度量，而热是依赖于物质的量和温度变化的广延量。

平均热运动 vs 传递能量

换句话说，温度测量物体分子的平均热运动，而热测量两个温度不同的物体之间传递的能量。

什么是温度？

温度是测量物体或系统分子运动的物理量。
这种热运动对应于分子的随机运动，与物体或系统的温度直接相关。更简单地说，这个量可以用温度计以摄氏度（°C）或开尔文（K）测量。

粒子的平均动能

物体热运动的温度方程对应于粒子的平均动能。
E = ½m v² 其中 E 是粒子的平均动能，m 是其质量，v 是其平均速度。

粒子速度与温度

根据气体动理论，下面的方程表明气体中粒子的速度随温度增加。
v = sqrt((3 * k * T) / m) 其中 T 是气体的温度，k 是玻尔兹曼常数（1.38 x 10^-23 焦耳每开尔文），m 是粒子的质量。

动能与温度之间的比例关系

下面的方程表明气体粒子的平均动能与绝对温度 T 成正比。因此，热运动的温度与系统的温度直接相关。
E = (3/2) * k * T 其中 E 是动能，T 是气体的温度，k 是玻尔兹曼常数。

什么是热？

热是由于温差从一个系统传递到另一个系统的能量形式。
热以焦耳（J）或卡路里（cal）测量，一卡路里约等于4.184焦耳。它通过传导（直接接触）、对流（通过流体运动的接触）或辐射（以电磁波形式的热传递）传递。

传导传递：傅里叶定律

对于通过传导的热传递，例如通过厚度为 L 的平板，傅里叶定律给出了通过平板单位时间传递的热量 Q：
Q = -k * A * (dT/dx) 其中 k 是板的热导率，A 是其表面积，dT/dx 是沿板的温度梯度，负号表示热从热区向冷区传递。

对流传递：牛顿定律

对于两个流体之间的对流传热，牛顿局部传热方程给出了单位时间和单位面积传递的热量 Q：
Q = h * A * (T1 - T2) 其中 h 是传热系数，A 是流体之间的接触面积，T1 和 T2 是两个流体的温度，负号被省略，因为热从 T1（较热流体）传递到 T2（较冷流体）。

辐射传递：斯特藩-玻尔兹曼定律

对于两个物体之间的辐射传热，斯特藩-玻尔兹曼定律给出了温度为 T1 的黑体单位面积发射并被温度为 T2 的另一个黑体单位面积接收的热量 Q：
Q = σ * A * (T1^4 - T2^4) 其中 σ 是斯特藩-玻尔兹曼常数（σ = 5.670 374 419 x 10^-8 W m^-2 K^-4），A 是两个物体的表面积。
该定律假设物体是完美黑体，即它们吸收到达它们的所有辐射，并且它们发射遵循普朗克定律的辐射，普朗克定律描述了热体发射的电磁辐射的发射光谱。

注：
这些方程在实践中并不总是适用，因为传热条件可能很复杂，并且通常取决于许多参数，例如物体的几何形状、材料的热性能、流体的流速等。