Температура, Наука, FANDOM powered by Wikia
Температура(від латів.temperatura— належне змішання, нормальний стан) — фізична величина, що приблизно характеризує середню кінетичну енергію частинок макроскопічної системи, що припадає на один ступінь свободи, перебуває в стані термодинамічної рівноваги.
Температура вимірюється у градусах.
Термодинамічний підхід
Температура — величина, обернена до зміниентропії(ступеня безладдя) системи при додаванні до системи одиничноїкількості теплоти: 1/T= ΔS/Δ2\4Q.
У рівноважному стані температура має однакове значення всім макроскопічних частин системи. Якщо в системі два тіла мають однакову температуру, то між ними немає передачі кінетичної енергії частинок (тепла). Якщо існує різниця температур, то тепло переходить від тіла з вищою температурою до тіла з нижчою, тому що сумарна ентропія при цьому зростає.
Температура пов'язана також із суб'єктивними відчуттями «тепла» та «холоду», пов'язаними з тим, чи віддає жива тканина тепло чи отримує його.
Деякі квантовомеханічні системи можуть бути в стані, при якому ентропія не зростає, а меншає при додаванні енергії, що формально відповідає негативній абсолютній температурі. Однак такі стани знаходяться не «нижче за абсолютного нуля», а «вище за нескінченність», оскільки при контакті такої системи з тілом, що має позитивну температуру, енергія передається від системи до тіла, а не навпаки (докладніше див. Квантова термодинаміка).
Властивості температури вивчає розділ фізики – термодинаміка. Температура також відіграє важливу роль у багатьох галузях науки, включаючи інші розділи фізики, а також хімію табіологію.
Вимірювання температури
Для вимірювання температури вибирається деякий термодинамічний параметр термометричної речовини. Зміна цього параметра однозначно пов'язується із зміною температури. На практиці для вимірювання температури використовують
Історія Правити
Слово «температура» виникло в ті часи, коли люди вважали, що в нагрітих тілах міститься більша кількість особливої речовини — теплороду, ніж у менш нагрітих. Тому температура сприймалася як міцність суміші речовини тіла та теплороду. З цієї причини одиниці виміру міцності спиртних напоїв та температури називаються однаково – градусами.
Одиниці та шкала вимірювання температури
З того, що температура - це кінетична енергія молекул, ясно, що найбільше природно вимірювати її в енергетичних одиницях (тобто в системі СІ в джоулях). Проте вимір температури почався задовго до створення молекулярно-кінетичної теорії, тому практичні шкали вимірюють температуру в умовних одиницях - градусах.
Шкала Кельвіна
У термодинаміці використовується шкала Кельвіна, в якій температура відраховується від абсолютного нуля (стан, що відповідає мінімальній теоретично можливої внутрішньої енергії тіла), а один кельвін дорівнює 1/273.16 відстані від абсолютного нуля до потрійної точки води (стану, при якому лід, вода та водяна) пар перебувають у рівновазі). Для перерахунку кельвінів у енергетичні одиниці служить постійна Больцмана. Використовуються також похідні одиниці: кілокельвін, мегакельвін, мілікельвін і т.д.
Шкала Цельсія
У побуті використовується шкала Цельсія, в якій за 0 приймають точку замерзання води, а за 100 ° точку кипіння води при атмосферномутиску. Оскільки температура замерзання і кипіння води недостатньо добре визначена, нині шкалу Цельсія визначають через шкалу Кельвіна: градус Цельсія дорівнює кельвіну, абсолютний нуль приймається за -273,15 °C. Шкала Цельсія практично дуже зручна, оскільки вода є дуже поширеною на нашій планеті і на ній засноване наше життя. Нуль Цельсія - особлива точка для метеорології, оскільки замерзання атмосферної води суттєво все змінює.
Шкала Фаренгейта
В Англії і, особливо, США використовується шкала Фаренгейта. У цій шкалі на 100 градусів поділено інтервал від температури найхолоднішої зими у місті, де жив Фаренгейт, до температури людського тіла. Нуль градусів Цельсія - це 32 градуси Фаренгейта, а градус Фаренгейта дорівнює 5/9 градусів Цельсія.
В даний час прийнято наступне визначення шкали Фаренгейта: це температурна шкала, 1 градус якої (1 °F) дорівнює 1/180 різниці температур кипіння води та танення льоду при атмосферному тиску, а точка танення льоду має температуру +32 °F. Температура за шкалою Фаренгейта пов'язана з температурою за шкалою Цельсія (t °С) співвідношенням t °С = 5/9 (t °F - 32), 1 °F = 5/9 °С. Запропонована Г. Фаренгейтом у 1724 році.
Шкала Реомюра
Запропонована в 1730 Р. А. Реомюром, який описав винайдений ним спиртовий термометр.
Одиниця – градус Реомюра (°R), 1 °R дорівнює 1/80 частини температурного інтервалу між опорними точками – температурою танення льоду (0 °R) та кипіння води (80 °R)
Переходи з різних шкал
| = K | = З + 273,15 | = (F + 459,67)/1,8 |
| = K − 273,15 | = C | = (F − 32) / 1,8 |
| = K · 1,8 − 459,67 | = C · 1,8 + 32 | = F |
Порівняння температурних шкал
| Абсолютний нуль | 0 | −273.15 | −459.67 | 0 | 559.725 | −90.14 | −218.52 | −135.90 |
| Температура танення суміші Фаренгейта (сіль та лід у рівних кількостях) | 255.37 | −17.78 | 0 | 459.67 | 176.67 | −5.87 | −14.22 | −1.83 |
| Температура замерзання води (Нормальні умови) | 273.15 | 0 | 32 | 491.67 | 150 | 0 | 0 | 7.5 |
| Середня температура людського тіла ¹ | 310.0 | 36.8 | 98.2 | 557.9 | 94.5 | 12.21 | 29.6 | 26.925 |
| Температура кипіння води (Нормальні умови) | 373.15 | 100 | 212 | 671.67 | 0 | 33 | 80 | 60 |
| Плавлення титану | 1941 | 1668 | 3034 | 3494 | −2352 | 550 | 1334 | 883 |
| Поверхня Сонця | 5800 | 5526 | 9980 | 10440 | −8140 | 1823 | 4421 | 2909 |
¹ Нормальна температура людського тіла – 36.6 °C ±0.7 °C, або 98.2 °F ±1.3 °F. Значення, що наводиться зазвичай 98.6 °F - це точне перетворення в шкалу Фаренгейта прийнятого в Німеччині в XIX столітті значення 37 °C. Оскількице значення не входить у діапазон нормальної температури за сучасними уявленнями, можна говорити, що воно містить надмірну (невірну) точність. Тут можна знайти перелік різних вимірів.
Деякі значення у цій таблиці були округлені.