Mitä on lämpötila?

Leonin mielestä tänään on erittäin kuuma. Hän vain makaa ja syö jäätelöä! Lina haluaa mieluummin kupillisen kuumaa teetä, häntä palelee. Käytämme sanoja kuten “kuuma”, ”lämmin”, ”kolea” ja “kylmä” joka päivä kun puhumme asioista kuten sää, ruoka ja juomat. Mutta ihmiset eivät aina tunne samalla tavalla ja saattavat olla eri mieltä siitä, onko päivä lämmin vai kylmä.

Onko olemassa tapaa tietää kuinka kuuma tai kylmä on, niin että kaikki ymmärtävät? Kyllä, voimme MITATA sen käyttämällä laitetta nimeltään lämpömittari. Lämpömittarit osoittavat, kuinka kuumaa tai kylmää mitattu aine on. Tätä tulosta kutsutaan LÄMPÖTILAKSI. Mutta miksi tee on kuumaa ja jäätelö kylmää?

Miksi eri asioiden lämpötilat vaihtelevat? Vastataksemme tähän kysymykseen, meidän on tarkasteltava paljon, paljon syvemmältä. Kaikki ympärillämme on tehty pienistä hiukkasista - atomeista ja molekyyleista - jotka liikkuvat jatkuvasti. Kaikki nämä liikkuvat hiukkaset kantavat liikkeessään energiaa - KINEETTISTÄ ENERGIAA. Niiden liike on satunnaista - ne kaikki liikkuvat eri nopeuksilla ja eri suuntiin.

Tästä syystä mittaamme niiden KESKIMÄÄRÄISTÄ KINEETTISTÄ ENERGIAA - ja se on lämpötila! Kuuman teen lämpötila on korkea, sillä sen muodostavat hiukkaset liikkuvat nopeasti. Niiden keskimääräinen kineettinen energia on korkea. Jäätelössä on päinvastoin. Jäätelön lämpötila on alhainen, koska sen hiukkaset liikkuvat paljon hitaammin ja niillä on matala kineettinen energia.

Teoriassa, jos lämpötila on riittävän matala, hiukkaset lakkaavat liikkumasta kokonaan. Niiden kineettinen energia on nolla. Tämän kylmempää ei voi olla. Tätä kutsutaan ABSOLUUTTISEKSI NOLLAPISTEEKSI. Jotta lämpötilamittaukset olisivat varmasti tarkkoja ja tarkoittaisivat kaikille samaa tarvitaan asteikkoja, joista ihmiset ovat sopineet.

Absoluuttinen nollapiste on yhden tällaisen asteikon alin piste - Kelvinin asteikon. Lämpötila-arvot Kelvinin asteikolla alkavat absoluuttisesta nollasta eivätkä voi koskaan olla negatiivisia. Kelvinin asteikko on ABSOLUUTTINEN ASTEIKKO. Et ehkä ole kuullut Kelvinin asteikosta, sillä sitä käytetään enimmäkseen tieteessä. Eri puolilla maailmaa käytetään jokapäiväisessä elämässä yleensä CELSIUS-ASTEIKKOA tai FAHRENHEIT-ASTEIKKOA.

CELSIUS-asteikolla on kaksi tiettyä merkitsevää pistettä - lämpötila, jossa vesi jäätyy, ja lämpötila, jossa vesi kiehuu. Ero näiden kahden pisteen välillä jaetaan sadalla. Jokaista tällaista yhtä suurta osaa kutsutaan asteeksi. FAHRENHEITia käytetään Yhdysvalloissa ja muutamissa muissa maissa. Fahrenheit-asteikolla veden jäätymispiste on 32 astetta ja kiehumispiste on 212 astetta.

Molemmat asteikot liittyvät veden kiehumiseen ja jäätymiseen. Ne ovat SUHTEELLISIA asteikkoja. Näitä asteikkoja käyttämällä voit mitata lämpötilan tarkasti, mutta miten koet sen, on suhteellista. Se riippuu kehosi lämpötilasta. Jos jonkin lämpötila on korkeampi kuin kehosi lämpötila, koet sen lämpimänä tai kuumana.

Jos lämpötila on paljon matalampi, tunnet sen kylmänä. Normaali kehon lämpötila on noin 37 astetta Celsiusta tai 98 astetta Fahrenheitia. Joten jos Linasta tuntuu kylmältä kuumana päivänä, hänen ruumiinlämpö on korkeampi kuin normaalisti? Voi ei, Lina, sinulla on kuumetta! Vaikuttaisi siltä, että olet taas sairas!