Температура
Це термодинамічна величина, що визначає міру нагрітості тіла. Тіла, що мають більш високу температуру, є нагрітішими. Згідно з другим законом термодинаміки, мимовільний перехід тепла можливий лише від тіл з більш високою до тіла з нижчою температурою. У стані теплової рівноваги температура вирівнюється у всіх частинах як завгодно складної системи.
Мірою зміни температури тіла може бути зміна будь-якої властивості, що залежить від неї, наприклад об'єму, електроопору та ін. Найчастіше для вимірювання температури використовують зміну об'єму. На цьому ґрунтується пристрій термометрів. Перший термометр був винайдений Галілеєм прибл. 1600 В якості термометричної речовини, тобто тіла, що розширюється при нагріванні, в ньому використовувалася вода. Для визначення температури тіла термометр приводять у зіткнення з тілом; після досягнення теплової рівноваги термометр показує температуру тіла.
Різні тіла під час нагрівання розширюються по-різному, тому шкала термометра залежить від термометричної речовини. Для практичних цілей термометри градуюють по точках плавлення чи кипіння чи якимось іншим, аби процес відбувався за постійної температури. Найбільшого поширення має стоградусна шкала (або шкала Цельсія, на ім'я шведського фізика, який запропонував її). За цією шкалою лід плавиться при 0°, а вода кипить при 100°, і відстань між ними ділиться на 100 частин, кожна з яких вважається градусом. Оскільки точно відтворити умови плавлення льоду та кипіння води важко, у міжнародній практичній температурній шкалі, прийнятій у 1968 р., є й інші опорні точки, які можна легше та точніше виміряти. В результаті точність вимірювання температур у звичайних лабораторіях досягаєдесятих відсотка, а еталонних — тисячних.
В Англії та США іноді користуються шкалою Фаренгейта, де температура плавлення льоду становить 32°, а кипіння води 212°; у Франції - шкалою Реомюра: 0 ° і 80 ° відповідно.
Англійський фізик У. Томсон, аналізуючи цикл Карно, зауважив, що робота цього циклу залежить тільки від температури нагрівача та холодильника і не залежить від пристрою теплової машини, що реалізує цикл Карно, та робочої речовини, що використовується в ній. Вимірюючи відношення кількостей теплоти, взятої від нагрівача та відданої холодильнику, можна знайти відношення температур цих двох тіл. Певна в такий спосіб шкала температур є абсолютною; вона залежить від термометричного речовини. Щоб такою шкалою користуватись, треба лише довільно задати одну точку на ній, одне чисельне значення температури. Наприклад, лід плавиться за шкалою Кельвіна при 273,15 К, тобто 0 ° С відповідає 273,15 К. Завдяки щасливому збігу обставин (усі гази при малих щільностях розширюються при нагріванні однаково) абсолютна шкала практично збігається зі шкалою газового термометра.
В даний час методами магнітного охолодження отримані дуже низькі, близькі до абсолютного нуля температури в кілька міллікельвінів і дуже високі - в мільйони Кельвінів (в термоядерній плазмі).
З кінетичної теорії випливає, що середня кінетична енергія поступального теплового руху молекули дорівнює (3/2)kT, де Т - абсолютна температура в кельвінах, ak - постійна Больцмана (1,38-10 -23 Дж/К). Таким чином, абсолютна температура з точністю до постійного множника збігається із середньою енергією теплового руху молекул. З цього погляду поняття температури, як і інші термодинамічні поняття, має сенс лише длямакроскопічних систем, у яких можливе встановлення теплової рівноваги Поняття температури застосовується як до тілам, які з атомів, молекул, іонів, до електронного газу, електромагнітного випромінювання (фотонного газу), атомним ядрам тощо.