Varmoenergio

Varmoenergio, aŭ termika energio, estas la energio, kiu estas stokita en la senorda moviĝo de la atomoj aŭ molekuloj de kemia substanco. Ĝi estas stato-funkcio kaj estas parto de la interna energio. La varmoenergio en la internacia sistemo de unuoj estas mezurata en la unuo ĵulo (internacia mallongigo J).

partikla moviĝo en gaso kun interagoj de la unuopaj partikloj

La varmoenergio E_v de substanco definiĝas kiel

$E_{v}=k\;\cdot m\;\cdot T\!$

- en tio k estas la masa varma kapacito aŭ specifa varmo, m la maso kaj T la absoluta temperaturo aŭ termodinamika temperaturo.

Aldono de varmo plialtigas la averaĝan kinetan energion de la molekuloj kaj per tio la varmoenergion, forigo de varmo malpliigas ĝin. Varmoenergio do estas kineta energio, sed kun atento pri la karakterizaĵo de senorda movado de multaj atomoj respektive molekuloj. Se la kineta energio de ĉiuj molekuloj de substanco egalas al nulo, pro tio de m kaj k ĉiam pli grandas ol nulo, la temperaturo egalas al la absoluta nulo de temperaturo. La Kelvina temperatura skalo uzas tiun absolutan nulon kiel referenca punkto.

Se du sistemoj kun malsamaj temperaturoj unuiĝas, la du temperaturoj iom post iom per varmointerŝanĝo samiĝas. En tio sen aldona helpo tamen neniam transiras varmoenergio de la pli malvarma sistemo al la pli varma. Tiu percepto estas esprimata en la dua leĝo de termodinamiko. La plisimiliĝo de la du temperaturoj daŭriĝas tiom longe ĝis ne plu estas temperatura diferenco inter la sistemoj kaj ili do troviĝas en termodinamika ekvilibro.

En neformala lingvouzo la varmoenergio ofte nomatas „varmo“ aŭ konfuzata kun la nocio temperaturo. Ĉar la masa varma kapacito aŭ specifa varmo estas funkcio de la temperaturo, la varmoenergio de substanco ne proporcias al la temperaturo de la substanco.

En faztransiro la varmoenergio de substanco povas ŝanĝiĝi, sen ke la temperaturo ŝanĝiĝas.

Ekzemplo, kiu pliklarigas la rilaton inter varmo kaj temperaturo, estas la procezo de fandiĝo: se glacio havas temperaturon de 0 °C, ĝi nur fandiĝas se la varmoenergio estas altigata. Necesas do aldono de varmo. La temperaturo dum la procezo de fandiĝo tamen ne altiĝas, ĉar la tuta aldonata varmo estas bezonata por la faztransiro de solidaĵo al likvaĵo.