Artikel over de definitie van temperatuur en thermisch evenwicht.
Definitie van temperatuur
Heb je ooit ijs aangeraakt? Wat voel je als je handen ijs aanraken? Wat als je vuur aanraakt? Als je ijs aanraakt, voelen je handen koud aan; als je vuur aanraakt, voelen je handen heet aan. Heet, warm, koel, koud, wat betekent dat?
Het concept temperatuur begint bij de warmte en kou die we met onze tastzin ervaren. Op basis van wat we voelen, zeggen we dat een object warmer is dan een ander object, of dat een object kouder is dan een ander. Warme objecten hebben een hogere temperatuur, terwijl koude objecten een lagere temperatuur hebben. Hoe kouder een object, hoe lager de temperatuur. Omgekeerd geldt: hoe warmer een object, hoe hoger de temperatuur. De mate waarin een object warm of koud aanvoelt, noemen we temperatuur. In het vak gasdynamica zul je de definitie van temperatuur dieper begrijpen; wat er met de moleculen van een object gebeurt waardoor het warm, heet, koud of heet aanvoelt.
De mate waarin warmte of kou wordt ervaren, is gebaseerd op aanraking, of beter gezegd, het menselijk tastvermogen is niet altijd even sterk. Iedereen ervaart warmte of kou op een andere manier. Een baby kan bijvoorbeeld pijn voelen bij aanraking met water dat voor volwassenen niet te heet is. Evenzo kan de warmte die door verschillende lichaamsdelen wordt ervaren, verschillen, zelfs bij aanraking met hetzelfde object. Daarom hebben we een apparaat nodig dat de temperatuur betrouwbaar kan meten en dat door iedereen kan worden vertrouwd.
Thermisch evenwicht
Wanneer objecten met een hoge temperatuur in contact komen met objecten met een lage temperatuur, wordt een deel van de warmte van het object met de hoge temperatuur overgedragen aan het object met de lage temperatuur, totdat beide objecten dezelfde temperatuur hebben. Wanneer heet water in contact komt met ijs, wordt een deel van de warmte van het hete water overgedragen aan het ijs. De warmteoverdracht stopt zodra het mengsel van heet water en ijs dezelfde temperatuur bereikt. Wanneer de combinatie van heet water en ijs dezelfde temperatuur heeft bereikt, is er sprake van thermisch evenwicht. Op dezelfde manier wordt er, wanneer kokend water in contact komt met koud water, een deel van de warmte overgedragen van het hete water naar het koude water.
Warmteoverdracht stopt wanneer een mengsel van heet en koud water warm water wordt. Wanneer al het water te warm is, heeft al het water dezelfde temperatuur bereikt. Wanneer het mengsel van heet en koud water dezelfde temperatuur heeft bereikt, is er sprake van thermisch evenwicht.
Als twee of meer objecten met verschillende temperaturen elkaar aanraken totdat ze dezelfde temperatuur bereiken, dan bevindt men zich in thermisch evenwicht.
