Ξεκινάμε μια προσπάθεια να εμπλουτλισουμε περαιτέρω την βιβλιοθήκη μας ξεκινώντας με 2 βασικές έννοιες αυτής της θερμότητας και της θερμοκρασίας.

Αρχικά πρέπει να οριστεί η θερμοκρασία και η θερμότητα.

Θερμοκρασια είναι ένα μέγεθος που μας πληροφορεί πόσο ζεστό ή κρύο είναι ένα αντικείμενο σε σχέση με μια σταθερή τίμη.

Γνωρίζοντας ότι ο αέρας είναι ένα μείγμα αμέτρητων ατόμων και μορίων, αν ήταν ορατά θα διαπιστώναμε ότι δεν κινούνται όλα με την ίδια ταχύτητα, μέτρο και διεύθυνση. Η ενέργεια που σχετίζεται με την κίνηση αυτή λέγεται κινητική ενέργεια (θερμική ενέργεια). Η θερμοκρασία του αέρα είναι το μέτρο μέτρησης της κινητικής του ενέργειας. Πιο απλά, θερμοκρασία είναι το μέτρο της μέσης ταχύτητας των ατόμων και των μορίων, όπου υψηλότερες θερμοκρασίες αντιστοιχούν σε υψηλότερες μέσες ταχύτητες.

Δεδομένος όγκος αέρα, εάν ζεσταθεί τότε τα μόρια του κινούνται ταχύτερα απομακρυνόμενα μεταξύ τους και ο άερας γίνεται αραιότερος-θερμότερος. Το αντίστροφο συμβαίνει κατά την ψύξη του αέρα(πιο αργή κίνηση>πυκνότερος-ψυχρότερος αέρας) .

Εαν ψύξουμε σύνεχως τον αέρα μέχρι την ελάχιστη θερμοκρασία των -273° C που λέγεται απόλυτο μηδέν , τότε τα μόρια δεν έχουν καθόλου (θεωρητικά) θερμική κίνηση.

Θερμότητα είναι η ενέργεια που μεταφαίρεται από ένα αντικείμενο σε ένα άλλο εξ αιτίας της διαφορετικής θερμοκρασίας μεταξύ τους. Στην ατμοσφαίρα η θερμότητα διαδίδεται με αγωγή, μεταφορά και ακτινοβολία.

Κλίμακες Θερμοκρασίας

Για τη μέτρηση των χρησιμοποιούνται πολλές κλίμακες. Με βάση το απόλυτο μηδέν έχουμε την λεγόμενη ”απόλυτη κλίμακα” θερμοκρασίας ή κλίμακα Kelvin, από το βρετανό φυσικό Kelvin. Δύο άλλες κλίμακες που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι οι κλίμακες Φαρενάιτ (Fahrenheit) και Κελσίου (Celsius). Η κλίμακα Φαρενάιτ ανακαλύφθηκε το 1700 από τον φυσικό Φαρενάιτ που προσδιόρισε τον αριθμό 32 ως την θερμοκρασία πήξης του νερού και το 212 ως το σημείο βρασμού του με 180 ίσες υποδιαιρέσεις που ονόμασε βαθμούς(℉) .

Η κλίμακα Κελσίου προσδιορίστηκε αργότερα τον 18ο αιώνα. Ο αριθμός (0) αντιστοιχεί με την θερμοκρασία πήξης του απιονισμένου νερού και 0 αριθμός 100 στη θερμοκρασία βρασμού του στο επίπεδο της θάλασσας, με 100 ίσες υποδιαιρέσεις που ονόμασε βαθμούς(° C).

Ο συσχετισμός των παραπάνω κλιμάκων θερμοκρασίας και οι εξισώσεις μετατροπής στις αντίστοιχες κλίμακες είναι.

°C=5/9*(℉-32)

K=° C + 273