Тэмпэратура

Зьвесткі зь Вікіпэдыі — вольнай энцыкляпэдыі
Перайсьці да: навігацыі, пошуку

Тэмпэрату́ра (па-лацінску: temperatura — належнае зьмешваньне, нармальны стан) — фізычная велічыня, якая прыкладна характарызуе сярэднюю кінэтычную энэргію часьцінак макраскапічнай сыстэмы, якая прыходзіцца на адну ступень свабоды, зьмешчанай у стане тэрмадынамічнай раўнавагі.

У сыстэме СІ тэмпэратура вымяраецца ў кельвінах. Але на практыцы часта ўжываюць градусы Цэльсія з-за прывязкі да важных характарыстак вады — тэмпэратуры плаўленьня (0 °C) і тэмпэратуры кіпеньня (100 °C). Гэта зручна, бо большасьць кліматычных працэсаў, працэсаў у жывой прыродзе і г. д. зьвязаныя з гэтым дыяпазонам.

Існуюць таксама шкалы Фарэнгайта і некаторыя іншыя.

Тэрмадынамічны падыход[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Тэмпэратура — велічыня, зваротная зьмене энтрапіі (ступені бязладзіцы) сыстэмы пры даданьні ў сыстэму адзінкавай колькасьці цеплыні: 1/T = ΔSQ.

У раўнаважкім стане тэмпэратура мае аднолькавае значэньне для ўсіх макраскапічных частак сыстэмы. Калі ў сыстэме два цела маюць аднолькавую тэмпэратуру, то паміж імі не адбываецца перадачы кінэтычнай энергіі часьціц (цеплыні). Калі жа існуе розніца тэмпэратур, то цеплыня пераходзіць ад цела з больш высокай тэмпэратурай да цела з ніжэйшай, таму што сумарная энтрапія пры гэтым узрастае.

Тэмпэратура зьвязаная таксама з суб'ектыўнымі адчуваньнямі «цеплыні» і «холада», зьвязанымі з тым, ці аддае жывая тканіна цеплыню або атрымлівае яе.

Некаторыя квантавамэханічныя сыстэмы могуць знаходзіцца ў стане, пры якім энтрапія не ўзрастае, а меншае пры даданьні энергіі, што фармальна адпавядае адмоўнай абсалютнай тэмпэратуры. Аднак такія станы знаходзяцца не «ніжэй абсалютнага нуля», а «вышэй бясконцасьці», паколькі пры кантакце такой сыстэмы з целам, які валодае дадатнай тэмпэратурай, энергія перадаецца ад сыстэмы да цела, а не наадварот (падрабязьней гл. Квантавая тэрмадынаміка).

Уласьцівасьці тэмпэратуры вывучае падзел фізыкітэрмадынаміка. Тэмпэратура таксама гуляе важную ролю ў шматлікіх абласьцях навукі, уключаючы іншыя падзелы фізыкі, а таксама хімію і біялёгію.

Вымярэньне тэмпэратуры[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Для вымярэньня тэмпэратуры выбіраецца некаторы тэрмадынамічны парамэтар тэрмамэтрычнага рэчыва. Зьмена гэтага парамэтру адназначна зьвязваецца са зьменай тэмпэратуры.

На практыцы для вымярэньня тэмпэратуры выкарыстаюць

Гісторыя[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Слова «тэмпэратура» паўстала ў тыя часы, калі людзі лічылі, што ў больш нагрэтых целах утрымоўваецца большая колькасьць адмысловага рэчыва — цепларода, чым у меней нагрэтых. Таму тэмпэратура ўспрымалася як крэпасьць сумесі рэчывы цела і цеплароду. Па гэтым чыньніку адзінкі вымярэньня крэпасьці спіртных напояў і тэмпэратуры завуцца аднолькава — градусамі.

Адзінкі і шкала вымярэньня тэмпэратуры[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

З таго, што тэмпэратура — гэта кінэтычная энергія малекул, ясна, што найболей натуральна вымяраць яе ў энергетычных адзінках (г.з. у сыстэме СІ у джоўлях). Аднак вымярэньне тэмпэратуры пачалося задаўга да стварэньня малекулярна-кінэтычнай тэорыі, таму практычныя шкалы вымераюць тэмпэратуру ва ўмоўных адзінках — градусах.

Шкала Кельвіна[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

У тэрмадынаміцы выкарыстоўваецца шкала Кельвіна, у якой тэмпэратура адлічваецца ад абсалютнага нуля (стан, якое адпавядае мінімальнай тэарэтычна магчымай унутранай энергіі цела), а адзін кельвін роўны 1/273.16 адлегласьці ад абсалютнага нуля да патройнай кропкі вады (станы, пры якім лёд, вада і вадзянік пар знаходзяцца ў раўнавазе). Для пераліку кельвінаў у энэргетычныя адзінкі служыць сталая Больцмана. Выкарыстоўваюцца таксама вытворныя адзінкі: кілякельвін, мэгакельвін, мілікельвін і г. д.

Шкала Цэльсія[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

У побыце выкарыстоўваецца шкала Цэльсія, у якой за 0 прымаюць кропку замярзаньня вады, а за 100° кропку кіпеньня вады пры нармальным атмасфэрным ціску. Паколькі тэмпэратура замярзаньня і кіпеньня вады нядосыць добра вызначаная, у цяперашні час шкалу Цэльсія вызначаюць праз шкалу Кельвіна: градус Цэльсія роўны кельвіну, абсалютны нуль прымаецца за −273,15 °C. Шкала Цэльсія практычна вельмі зручная, паколькі вада вельмі распаўсюджаная на нашай плянэце і на ёй заснаваная наша жыцьцё. Нуль Цэльсія — адмысловая кропка для мэтэаралёгіі, паколькі замярзаньне атмасфэрнай вады істотна ўсё зьмяняе.

Шкала Фарэнгайта[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

У Ангельшчыне і, асабліва, у ЗША выкарыстоўваецца шкала Фарэнгайта. У гэтай шкале на 100 градусаў паасобны інтэрвал ад тэмпэратуры самой халоднай зімы ў горадзе, дзе жыў Фарэнгайт, да тэмпэратуры чалавечага цела. Нуль градусаў Цэльсія — гэта 32 градусу Фарэнгайта, а градус Фарэнгайта роўны 5/9 градусу Цэльсія.

У цяперашні час прынята наступнае азначэньне шкалы Фарэнгайта: гэта тэмпэратурная шкала, 1 градус якой (1 °F) роўны 1/180 рознасьці тэмпэратур кіпеньня вады і раставаньня лёду пры атмасфэрным ціску, а кропка раставаньня лёду мае тэмпэратуру +32 °F. Тэмпэратура па шкале Фарэнгайта зьвязаная з тэмпэратурай па шкале Цэльсія (t °С) суадносінамі t °С = 5/9 (t °F - 32), 1 °F = 9/5 °С + 32. Прапанаваная Г. Фарэнгайтам у 1724.

Шкала Рэамюра[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Прапанаваная ў 1730 годзе Р. А. Рэамюрам, які апісаў вынайдзены ім спіртавы тэрмомэтар.

Адзінка — градус Рэамюра (°R), 1 °R роўны 1/80 часткі тэмпэратурнага інтэрвалу паміж апорнымі кропкамі — тэмпэратурай раставаньня лёду (0 °R) і кіпеньня вады (80 °R)

1 °R = 1,25 °C.

У цяперашні час шкала выйшла з ужываньня, даўжэй усяго яна захоўвалася ва Францыі, на радзіме аўтара.

Электронвольт[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

У ядзернай фізыцы, асабліва пры вывучэньні тэрмаядзерных рэакцый, часам выкарыстоўваецца энергетычная адзінка вымярэньня — Электронвольт (эв), 1 эв ≈ 11 604,505(20) К ~ 104 К. Ужываюцца і вытворныя адзінкі: KэВ, МэВ, ГэВ і т.д.

Пераходы з розных шкал[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Пералік тэмпэратуры паміж асноўнымі шкаламі
у\з Кельвін Цэльсій Фарэнгайт
Кельвін (K) = K = З + 273,15 = (F + 459,67) / 1,8
Цэльсій (°C) = K − 273,15 = C = (F − 32) / 1,8
Фарэнгайт (°F) = K • 1,8 − 459,67 = C • 1,8 + 32 = F


Параўнаньне тэмпэратурных шкал[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Параўнаньне тэмпэратурных шкал
Апісаньне Кельвін Цэльсій Фарэнгайт Ранкін Дэліль Ньютон Рэамюр Рэмэр
Абсалютны нуль 0 −273.15 −459.67 0 559.725 −90.14 −218.52 −135.90
Тэмпэратура раставаньня сумесі Фарэнгайта (соль і лёд у роўных колькасьцях) 255.37 −17.78 0 459.67 176.67 −5.87 −14.22 −1.83
Тэмпэратура замярзаньня вады (нармальныя ўмовы) 273.15 0 32 491.67 150 0 0 7.5
Сярэдняя тэмпэратура чалавечага цела ¹ 310.0 36.6 98.2 557.9 94.5 12.21 29.6 26.925
Тэмпэратура кіпеньня вады (нармальныя ўмовы) 373.15 100 212 671.67 0 33 80 60
Плаўленьне тытану 1941 1668 3034 3494 −2352 550 1334 883
Паверхня Сонца 5800 5526 9980 10440 −8140 1823 4421 2909

¹ Нармальная тэмпэратура чалавечага цела — 36.6 °C ±0.7 °C, або 98.2 °F ±1.3 °F. Прыводнае звычайна значэньне 98.6 °F — гэтае дакладнае пераўтварэньне ў шкалу Фарэнгайта прынятага ў Нямеччыне ў XIX стагодзьдзі значэньня 37 °C. Паколькі гэтае значэньне не ўваходзіць у дыяпазон нармальнай тэмпэратуры па сучасных прадстаўленьнях, можна казаць, што яно ўтрымоўвае залішнюю (няслушную) дакладнасьць.

Глядзіце таксама[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Вонкавыя спасылкі[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Commons-logo.svg  Тэмпэратурасховішча мультымэдыйных матэрыялаў