La presión del gas está determinada por los impactos caóticos de las moléculas en movimiento. Esto significa que la disminución de la presión durante el enfriamiento del gas puede explicarse por una disminución de la energía promedio del movimiento de traslación de las moléculas (). La presión del gas llegará a cero cuando, de acuerdo con la ley básica de la teoría cinética molecular:
La concentración de moléculas de gas n se considera constante y diferente de cero.
Temperatura absoluta de un gas ideal
Hay un límite para el enfriamiento de gas. El cero absoluto es la temperatura a la que se detiene el movimiento de traslación de las moléculas.
Un gas ideal (a diferencia de los gases reales) permanece en estado gaseoso a cualquier temperatura. El valor de temperatura en el que se detendrá el movimiento de traslación de las moléculas se puede encontrar a partir de la ley que determinó J. Charles: el coeficiente de presión de temperatura de un gas ideal no depende del tipo de gas y es igual a 
. La presión de un gas ideal a una temperatura arbitraria es:
donde t es la temperatura en la escala Celsius; - presión en . Igualemos la presión en la expresión (2) a cero, expresemos la temperatura a la cual las moléculas de un gas ideal detienen su movimiento de traslación:
V. Kelvin sugirió que el valor obtenido del cero absoluto correspondería al cese del movimiento de traslación de las moléculas de cualquier sustancia. Las temperaturas por debajo del cero absoluto (T=0 K) no existen en la naturaleza. Dado que a una temperatura de cero absoluto es imposible quitar la energía del movimiento térmico de las moléculas y reducir la temperatura del cuerpo, ya que la energía del movimiento térmico no puede ser negativa. En los laboratorios se obtuvo una temperatura cercana al cero absoluto (alrededor de una milésima de grado).
Escala de temperatura termodinámica
De acuerdo con la escala de temperatura termodinámica (también conocida como la escala Kelvin), las temperaturas del cero absoluto se consideran el punto de partida. La temperatura se denota con una letra T mayúscula. El tamaño de un grado es el mismo que un grado en la escala Celsius:
Las derivadas serán las mismas si se toman utilizando diferentes temperaturas:
Al cambiar de la escala Kelvin a la escala Celsius, se conservan las definiciones de coeficientes térmicos de expansión de volumen y coeficiente de presión.
En el sistema internacional de unidades (SI), la unidad de temperatura es la principal, se llama kelvin (K). El sistema SI utiliza la escala de temperatura termodinámica para medir la temperatura.
De acuerdo con convenio internacional, el tamaño del kelvin se determina a partir de las siguientes condiciones: la temperatura del punto triple de los bueyes se toma igual a 273,16 K. El punto triple del agua en Celsius corresponde a 0,01 o C, la temperatura de fusión de hielo en kelvin es 273.15 K.
La temperatura medida en kelvins se llama absoluta. La relación entre la temperatura absoluta y la temperatura en Celsius refleja la expresión:
Temperatura absoluta, energía cinética de las moléculas y presión de gas ideal.
El valor de la energía promedio del movimiento de traslación de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura del gas:
donde es la constante de Boltzmann. La fórmula (6) significa que el valor promedio de la energía cinética del movimiento de traslación de las moléculas no depende del tipo de gas ideal, sino que está determinado únicamente por su temperatura.
La presión de un gas ideal está determinada únicamente por su temperatura:
Ejemplos de resolución de problemas
EJEMPLO 1
| Ejercicio | ¿A qué temperatura en la escala Celsius la energía cinética promedio del movimiento de traslación de las moléculas de gas será igual a J? |
| Solución | Como base para resolver el problema, tomamos la ley que relaciona la temperatura en una escala termodinámica y la energía cinética promedio de las moléculas:
De (1.1) expresamos la temperatura absoluta: Calculemos la temperatura:
La temperatura en Kelvin y la temperatura en Celsius están relacionadas por la expresión: Obtenemos que la temperatura del gas es: |
| Responder |
EJEMPLO 2
| Ejercicio | ¿Cómo cambia la energía cinética promedio del movimiento de traslación de las moléculas de un gas ideal si el proceso se puede representar mediante un gráfico en la figura 1? |
| Solución | Como base para resolver el problema, tomamos la ecuación de estado de un gas ideal en la forma: |
Historia
La palabra "temperatura" surgió en un momento en que la gente creía que los cuerpos más calientes contenían una mayor cantidad de una sustancia especial, calórica, que los menos calientes. Por lo tanto, la temperatura se percibía como la fuerza de una mezcla de sustancia corporal y calórica. Por esta razón, las unidades de medida de la fuerza de las bebidas alcohólicas y la temperatura se denominan iguales: grados.
Del hecho de que la temperatura es la energía cinética de las moléculas, está claro que es más natural medirla en unidades de energía (es decir, en el sistema SI en julios). Sin embargo, la medición de la temperatura comenzó mucho antes de la creación de la teoría cinética molecular, por lo que las escalas prácticas miden la temperatura en unidades convencionales: grados.
escala Kelvin
En termodinámica se utiliza la escala Kelvin, en la que la temperatura se mide a partir del cero absoluto (estado correspondiente a la mínima energía interna teóricamente posible del cuerpo), y un kelvin equivale a 1/273,16 de la distancia del cero absoluto al el punto triple del agua (el estado en el que el hielo, el agua y los pares de agua están en equilibrio). La constante de Boltzmann se utiliza para convertir kelvins en unidades de energía. También se utilizan unidades derivadas: kilokelvin, megakelvin, milikelvin, etc.
Celsius
En la vida cotidiana, se utiliza la escala Celsius, en la que el punto de congelación del agua se toma como 0 y el punto de ebullición del agua a la presión atmosférica se toma como 100 °. Dado que los puntos de congelación y ebullición del agua no están bien definidos, la escala Celsius se define actualmente en términos de la escala Kelvin: los grados Celsius equivalen a Kelvin, el cero absoluto se toma como −273,15 °C. La escala Celsius es prácticamente muy conveniente, ya que el agua es muy común en nuestro planeta y nuestra vida se basa en ella. Cero Celsius es un punto especial para la meteorología, ya que la congelación del agua atmosférica cambia todo significativamente.
Fahrenheit
En Inglaterra, y especialmente en los Estados Unidos, se utiliza la escala Fahrenheit. Esta escala se divide por 100 grados desde la temperatura del invierno más frío de la ciudad donde vivió Fahrenheit hasta la temperatura del cuerpo humano. Cero grados Celsius son 32 grados Fahrenheit y un grado Fahrenheit son 5/9 grados Celsius.
La definición actual de la escala Fahrenheit es la siguiente: es una escala de temperatura, 1 grado (1 °F) de la cual es igual a 1/180 de la diferencia entre el punto de ebullición del agua y el derretimiento del hielo a presión atmosférica, y el punto de fusión del hielo es +32 °F. La temperatura en la escala Fahrenheit está relacionada con la temperatura en la escala Celsius (t ° C) por la relación t ° C \u003d 5/9 (t ° F - 32), es decir, un cambio de temperatura de 1 ° F corresponde a un cambio de 5/9 °C. Propuesto por G. Fahrenheit en 1724.
escala de Réaumur
Propuesto en 1730 por R. A. Reaumur, quien describió el termómetro de alcohol que inventó.
Unidad - grado Réaumur (°R), 1 °R es igual a 1/80 del intervalo de temperatura entre los puntos de referencia - la temperatura de fusión del hielo (0 °R) y del agua hirviendo (80 °R)
1°R = 1,25°C.
En la actualidad, la escala ha caído en desuso, se ha conservado durante más tiempo en Francia, en la tierra natal del autor.
|
Conversión de temperatura entre escalas principales |
|||
|
Kelvin |
Celsius |
Fahrenheit |
|
|
Kelvin (K) |
C+273.15 |
= (F + 459,67) / 1,8 |
|
|
centígrados (°C) |
K − 273,15 |
= (F - 32) / 1,8 |
|
|
Fahrenheit (°F) |
K 1,8 - 459,67 |
C 1.8 + 32 |
|
Comparación de escalas de temperatura
|
Descripción |
Kelvin | Celsius |
Fahrenheit |
newton | Réaumur |
|
Cero absoluto |
−273.15 |
−459.67 |
−90.14 |
−218.52 |
|
|
Punto de fusión de la mezcla Fahrenheit (sal y hielo en cantidades iguales) |
255.37 |
−17.78 |
−5.87 |
−14.22 |
|
| Punto de congelación del agua (condiciones normales) |
273.15 |
||||
|
Temperatura promedio del cuerpo humano ¹ |
310.0 |
36.8 |
98.2 |
12.21 |
29.6 |
|
Punto de ebullición del agua (condiciones normales) |
373.15 |
||||
| Temperatura de la superficie del sol |
5800 |
5526 |
9980 |
1823 |
4421 |
¹ La temperatura normal del cuerpo humano es de 36,6 °C ±0,7 °C o 98,2 °F ±1,3 °F. El valor comúnmente dado de 98,6 °F es una conversión exacta de Fahrenheit del valor alemán del siglo XIX de 37 °C. Dado que este valor no se encuentra dentro del rango de temperatura normal según los conceptos modernos, se puede decir que contiene una precisión excesiva (incorrecta). Algunos valores de esta tabla se han redondeado.
Comparación de escalas Fahrenheit y Celsius
(de- Escala Fahrenheit, jefe- Escala Celsius)
|
oF |
oC |
oF |
oC |
oF |
oC |
oF |
oC |
|||
|
459.67 |
273.15 |
60 |
51.1 |
4 |
20.0 |
20 |
6.7 |
Para convertir grados centígrados a kelvins, usa la fórmula T=t+T0 donde T es la temperatura en kelvins, t es la temperatura en grados Celsius, T 0 =273,15 kelvin. El grado Celsius es igual en tamaño a Kelvin.
La temperatura es una cantidad física escalar que caracteriza la energía cinética promedio de las partículas de un sistema macroscópico por un grado de libertad, que se encuentra en un estado de equilibrio termodinámico.
La composición de las magnitudes derivadas del SI, que tienen un nombre especial, incluye la temperatura Celsius, medida en grados Celsius. En la práctica, los grados Celsius se usan a menudo debido a la referencia histórica a las características importantes del agua: la temperatura de fusión del hielo (0 ° C) y el punto de ebullición (100 ° C). Esto es conveniente, ya que la mayoría de los procesos climáticos, procesos en la vida silvestre, etc. están asociados con este rango. Un cambio de temperatura de un grado Celsius es idéntico a un cambio de temperatura de un Kelvin. Por lo tanto, después de la introducción de una nueva definición de Kelvin en 1967, el punto de ebullición del agua dejó de desempeñar el papel de un punto de referencia invariable y, como muestran las mediciones precisas, ya no es igual a 100 ° C, sino cercano a 99,975. °C
Escala de temperatura absoluta- La Escala Termodinámica de Temperatura o Escala Práctica Internacional de Temperatura, que mide las temperaturas a partir del cero absoluto en grados Kelvin (kelvins)
La escala de temperatura absoluta se introdujo en la ciencia no solo para hacer de las leyes de los gases una granja más conveniente. Tiene un profundo significado físico.
La escala de temperatura absoluta o la escala Kelvin o la escala de temperatura termodinámica es reconocida por el Comité Internacional de Pesos y Medidas como la principal. La definición de la escala de temperatura termodinámica se basa en la segunda ley de la termodinámica y utiliza el ciclo de Carnot. Una de las propiedades más importantes de la escala termodinámica es su independencia de la sustancia termométrica.
Para determinar el grado de la escala, se usa un punto de referencia: el punto triple del agua y el límite inferior del intervalo de temperatura es el punto cero absoluto. Al punto triple del agua se le asigna una temperatura de 273 15 K exactamente. Kelvin es igual a / 273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
La escala de temperatura absoluta tiene un punto cero en - 273 (G 273 O.
Una escala de temperatura absoluta es una escala en la que el punto de temperatura cero absoluto se toma como punto de referencia. El valor de kelvin está determinado únicamente por el requisito de que la temperatura del punto triple del agua (el punto de temperatura de referencia en el que las fases líquida, sólida y gaseosa de una sustancia se encuentran en equilibrio) sea igual a 273 16 K. Entonces la temperatura normal los puntos de fusión del hielo y del agua hirviendo en una escala absoluta corresponden a temperaturas de 273 15 y 373 15 K, y el intervalo de temperatura de 1 K es igual al intervalo de temperatura de 1 C.
La escala de temperatura absoluta se denomina escala de temperatura, que se determina mediante el método termodinámico de tal manera que no depende de la elección de la sustancia termométrica. El punto cero de esta escala se define como la temperatura termodinámicamente más baja posible. Lord Kelvin (William Thomson) introdujo la escala de temperatura absoluta utilizada actualmente en física térmica en 1848 y, por lo tanto, también se denomina escala Kelvin.
También hay una escala de temperatura absoluta, que utiliza grados Fahrenheit.
La conveniencia de establecer una escala de temperatura absoluta independiente de las propiedades de cualquier sustancia particular ya se ha indicado en el Cap.
Las escalas de Kelvin y Rankine son escalas de temperatura absoluta basadas en las leyes de la termodinámica y la idea de una piscina de temperatura absoluta.
La escala de temperatura termodinámica absoluta es idéntica a la escala de temperatura absoluta empírica.
En este sentido, se propusieron dos escalas de temperatura absoluta: Kelvin y Rankine, que difieren en el valor de la unidad de temperatura adoptada en ellas.
Al comienzo de este artículo, se señaló que la escala de temperatura absoluta se puede establecer utilizando cualquier relación basada en la segunda ley de la termodinámica y relacionando la temperatura T con otros parámetros de estado.
Además de la escala centígrada, en ciencia y tecnología se utiliza una escala de temperatura absoluta.
Con base en estos hallazgos, se creó una escala de temperatura, llamada escala de temperatura absoluta.
7. Energía interna.
Energía interna cuerpo (denominado mi o tu) es la suma de las energías de las interacciones moleculares y los movimientos térmicos de una molécula. La energía interna es una función de un solo valor del estado del sistema. Esto significa que cada vez que un sistema se encuentra en un estado dado, su energía interna asume el valor inherente a este estado, independientemente de la historia del sistema. En consecuencia, el cambio de energía interna durante la transición de un estado a otro siempre será igual a la diferencia entre sus valores en los estados final e inicial, independientemente del camino por el que se realizó la transición.
§ - potencial químico
§ - el número de partículas en el sistema
Cada persona se enfrenta al concepto de temperatura todos los días. El término ha entrado firmemente en nuestra vida cotidiana: calentamos alimentos en el microondas o cocinamos alimentos en el horno, nos interesa el clima exterior o averiguar si el agua del río está fría, todo esto está estrechamente relacionado con este concepto. ¿Y qué es la temperatura, qué significa este parámetro físico, de qué manera se mide? Responderemos a estas y otras preguntas en el artículo.
Cantidad física
Consideremos qué es la temperatura desde el punto de vista de un sistema aislado en equilibrio termodinámico. El término proviene del latín y significa "mezcla adecuada", "estado normal", "proporcionalidad". Este valor caracteriza el estado de equilibrio termodinámico de cualquier sistema macroscópico. En el caso de que esté fuera de equilibrio, con el tiempo hay una transición de energía de los objetos más calientes a los menos calientes. El resultado es una ecualización (cambio) de temperatura en todo el sistema. Este es el primer postulado (principio cero) de la termodinámica.
La temperatura determina la distribución de las partículas constituyentes del sistema en términos de niveles de energía y velocidades, el grado de ionización de las sustancias, las propiedades de la radiación electromagnética de equilibrio de los cuerpos y la densidad volumétrica total de la radiación. Dado que para un sistema que está en equilibrio termodinámico, los parámetros enumerados son iguales, por lo general se denominan temperatura del sistema.
Plasma
Además de los cuerpos en equilibrio, existen sistemas en los que el estado se caracteriza por varios valores de temperatura que no son iguales entre sí. El plasma es un buen ejemplo. Se compone de electrones (partículas cargadas ligeras) e iones (partículas cargadas pesadas). Cuando chocan, la energía se transfiere rápidamente de electrón a electrón y de ión a ión. Pero entre elementos heterogéneos hay una transición lenta. El plasma puede estar en un estado en el que los electrones e iones individualmente estén cerca del equilibrio. En este caso, se pueden tomar temperaturas separadas para cada tipo de partículas. Sin embargo, estos parámetros diferirán entre sí.
imanes
En cuerpos en los que las partículas tienen un momento magnético, la transferencia de energía suele ocurrir lentamente: de grados de libertad traslacionales a magnéticos, que están asociados con la posibilidad de cambiar las direcciones del momento. Resulta que hay estados en los que el cuerpo se caracteriza por una temperatura que no coincide con el parámetro cinético. Corresponde al movimiento de traslación de las partículas elementales. La temperatura magnética determina parte de la energía interna. Puede ser tanto positivo como negativo. Durante el proceso de alineación, la energía se transferirá de las partículas con un valor más alto a las partículas con un valor de temperatura más bajo si ambas son positivas o negativas. De lo contrario, este proceso procederá en la dirección opuesta: la temperatura negativa será "más alta" que la positiva.
¿Y por qué es necesario?
La paradoja radica en que el profano, para llevar a cabo el proceso de medición tanto en la vida cotidiana como en la industria, ni siquiera necesita saber qué es la temperatura. Le bastará con entender que este es el grado de calentamiento de un objeto o ambiente, sobre todo porque estamos familiarizados con estos términos desde la infancia. De hecho, la mayoría de los dispositivos prácticos diseñados para medir este parámetro en realidad miden otras propiedades de las sustancias que cambian con el nivel de calentamiento o enfriamiento. Por ejemplo, presión, resistencia eléctrica, volumen, etc. Además, dichas lecturas se convierten manual o automáticamente al valor deseado.
Resulta que para determinar la temperatura no hace falta estudiar física. La mayor parte de la población de nuestro planeta vive según este principio. Si el televisor está funcionando, entonces no hay necesidad de comprender los procesos transitorios de los dispositivos semiconductores, para estudiar, en la salida o cómo ingresa la señal. La gente está acostumbrada al hecho de que en cada campo hay especialistas que pueden arreglar o depurar el sistema. El profano no quiere forzar su cerebro, porque es mucho mejor ver una telenovela o fútbol en la "caja" mientras toma una cerveza fría.
y quiero saber
Pero hay personas, en su mayoría estudiantes, que, ya sea por curiosidad o por necesidad, se ven obligadas a estudiar física y determinar qué temperatura es realmente. Como resultado, en su búsqueda caen en la naturaleza de la termodinámica y estudian sus leyes cero, primera y segunda. Además, una mente inquisitiva tendrá que comprender la entropía. Y al final de su viaje, seguramente admitirá que la definición de la temperatura como parámetro de un sistema térmico reversible, que no depende del tipo de sustancia de trabajo, no aportará claridad al sentimiento de este concepto. Y de todos modos, la parte visible serán unos grados aceptados por el sistema internacional de unidades (SI).
Temperatura como energía cinética
Más "tangible" es el enfoque que se denomina teoría cinética molecular. Forma la idea de que el calor se considera como una de las formas de energía. Por ejemplo, la energía cinética de las moléculas y los átomos, un parámetro promediado sobre un gran número de partículas que se mueven al azar, resulta ser una medida de lo que comúnmente se llama la temperatura de un cuerpo. Así, las partículas de un sistema calentado se mueven más rápido que las de uno frío.
Dado que el término bajo consideración está estrechamente relacionado con la energía cinética promedio de un grupo de partículas, sería bastante natural usar el joule como unidad de temperatura. Sin embargo, esto no sucede, lo que se explica por el hecho de que la energía del movimiento térmico de las partículas elementales es muy pequeña en relación al julio. Por lo tanto, su uso es inconveniente. El movimiento térmico se mide en unidades derivadas de julios por medio de un factor de conversión especial.
Unidades de temperatura
Hoy en día, se utilizan tres unidades principales para mostrar este parámetro. En nuestro país, la temperatura suele medirse en grados centígrados. Esta unidad de medida se basa en el punto de solidificación del agua, un valor absoluto. Ella es el punto de partida. Es decir, la temperatura del agua a la que comienza a formarse hielo es cero. En este caso, el agua sirve como medida ejemplar. Esta convención ha sido adoptada por conveniencia. El segundo valor absoluto es la temperatura del vapor, es decir, el momento en que el agua cambia de estado líquido a estado gaseoso.
La siguiente unidad son los grados Kelvin. El punto de referencia de este sistema se considera un punto, por lo tanto, un grado Kelvin es igual a uno, la diferencia es solo el punto de referencia. Obtenemos que el cero en Kelvin será igual a menos 273,16 grados centígrados. En 1954, en la Conferencia General de Pesos y Medidas, se decidió reemplazar el término "grado Kelvin" para la unidad de temperatura con "kelvin".
La tercera unidad de medida comúnmente utilizada es el grado Fahrenheit. Hasta 1960, fueron ampliamente utilizados en todos los países de habla inglesa. Sin embargo, hoy en día en la vida cotidiana en los Estados Unidos se utiliza esta unidad. El sistema es fundamentalmente diferente de los descritos anteriormente. Se tomó como punto de partida el punto de congelación de una mezcla de sal, amoníaco y agua en una proporción de 1:1:1. Entonces, en la escala Fahrenheit, el punto de congelación del agua es más 32 grados y el punto de ebullición es más 212 grados. En este sistema, un grado es igual a 1/180 de la diferencia entre estas temperaturas. Entonces, el rango de 0 a +100 grados Fahrenheit corresponde al rango de -18 a +38 Celsius.
Temperatura cero absoluta
Veamos qué significa este parámetro. El cero absoluto es la temperatura límite a la cual la presión de un gas ideal se desvanece en un volumen fijo. Este es el valor más bajo en la naturaleza. Como predijo Mikhailo Lomonosov, "este es el mayor o último grado de frío". Esto implica que una sustancia química en volúmenes iguales de gases, sujeta a la misma temperatura y presión, contiene el mismo número de moléculas. ¿Qué se sigue de esto? Hay una temperatura mínima de un gas a la cual su presión o volumen desaparece. Este valor absoluto corresponde a cero Kelvin, o 273 grados Celsius.
Algunos datos interesantes sobre el sistema solar.
La temperatura en la superficie del Sol alcanza los 5700 kelvin, y en el centro del núcleo, 15 millones de kelvin. Los planetas del sistema solar son muy diferentes entre sí en cuanto al nivel de calentamiento. Entonces, la temperatura del núcleo de nuestra Tierra es aproximadamente la misma que en la superficie del Sol. Júpiter es considerado el planeta más caliente. La temperatura en el centro de su núcleo es cinco veces mayor que en la superficie del Sol. Pero el valor más bajo del parámetro se registró en la superficie de la luna: solo fue de 30 kelvin. Este valor es incluso más bajo que en la superficie de Plutón.
Hechos de la Tierra
1. La temperatura más alta registrada por una persona fue de 4 mil millones de grados centígrados. Este valor es 250 veces mayor que la temperatura del núcleo del Sol. El récord lo estableció el Laboratorio Natural Brookhaven de Nueva York en el colisionador de iones, que tiene unos 4 kilómetros de largo.
2. La temperatura en nuestro planeta tampoco es siempre ideal y cómoda. Por ejemplo, en la ciudad de Verkhnoyansk en Yakutia, la temperatura en invierno baja a menos 45 grados centígrados. Pero en la ciudad etíope de Dallol, la situación se invierte. Allí, la temperatura media anual es de más de 34 grados.
3. Las condiciones más extremas en las que trabaja la gente se registran en las minas de oro de Sudáfrica. Los mineros trabajan a una profundidad de tres kilómetros a una temperatura de más de 65 grados centígrados.
Caracterización del estado térmico de los cuerpos.
En el mundo que nos rodea, existen varios fenómenos asociados con el calentamiento y enfriamiento de los cuerpos. Se les llama fenómenos térmicos. Entonces, cuando se calienta, el agua fría primero se calienta y luego se calienta; la parte metálica retirada de la llama se enfría gradualmente, etc. El grado de calentamiento del cuerpo, o su estado térmico, lo denotamos con las palabras "caliente", "frío", "caliente". la temperatura.
La temperatura es uno de los parámetros macroscópicos de un sistema. En física, los cuerpos que están formados por una gran cantidad de átomos o moléculas se denominan macroscópico. Las dimensiones de los cuerpos macroscópicos son muchas veces mayores que las dimensiones de los átomos. Todos los cuerpos circundantes, desde una mesa o gas en un globo hasta un grano de arena, son cuerpos macroscópicos.
Las cantidades que caracterizan el estado de los cuerpos macroscópicos sin tener en cuenta su estructura molecular se denominan parámetros macroscópicos. Estos incluyen volumen, presión, temperatura, concentración de partículas, masa, densidad, magnetización, etc. La temperatura es uno de los parámetros macroscópicos más importantes de un sistema (gas, en particular).
La temperatura es una característica del equilibrio térmico de un sistema.
Se sabe que para determinar la temperatura del medio se debe colocar un termómetro en este medio y esperar a que la temperatura del termómetro deje de cambiar, tomando un valor igual a la temperatura ambiente. En otras palabras, lleva algún tiempo establecer el equilibrio térmico entre el medio y el termómetro.
Térmico, o termodinámica, balance llamado un estado en el que todos los parámetros macroscópicos permanecen sin cambios durante un tiempo arbitrariamente largo. Esto significa que el volumen y la presión en el sistema no cambian, no ocurren transformaciones de fase y la temperatura no cambia.
Sin embargo, los procesos microscópicos no se detienen en el equilibrio térmico: las velocidades de las moléculas cambian, se mueven, chocan.
Cualquier cuerpo macroscópico o grupo de cuerpos macroscópicos - termodinámica sistema pueden estar en diferentes estados de equilibrio térmico. En cada uno de estos estados, la temperatura tiene su propio valor bien definido. Otras cantidades pueden tener valores diferentes (pero constantes). Por ejemplo, la presión de un gas comprimido en un cilindro diferirá de la presión en la habitación y en el equilibrio de temperatura de todo el sistema de cuerpos en esta habitación.
La temperatura caracteriza el estado de equilibrio térmico de un sistema macroscópico: en todas las partes del sistema que se encuentran en estado de equilibrio térmico, la temperatura tiene el mismo valor (este es el único parámetro macroscópico que tiene esta propiedad).
Si dos cuerpos tienen la misma temperatura, no se produce intercambio de calor entre ellos, si son diferentes, se produce un intercambio de calor y el calor se transfiere de un cuerpo más caliente a uno menos caliente hasta que las temperaturas se igualan por completo.
La medición de la temperatura se basa en la dependencia de alguna cantidad física (por ejemplo, el volumen) de la temperatura. Esta dependencia se utiliza en la escala de temperatura de un termómetro, un dispositivo que se utiliza para medir la temperatura.
La acción de un termómetro se basa en la expansión térmica de una sustancia. Cuando se calienta, la columna de la sustancia utilizada en el termómetro (por ejemplo, mercurio o alcohol) aumenta, y cuando se enfría, disminuye. Los termómetros que se usan en la vida cotidiana te permiten expresar la temperatura de una sustancia en grados Celsius (°C).
A. Celsius (1701-1744) - un científico sueco que propuso el uso de una escala de temperatura centígrada. En la escala de temperatura Celsius, cero (desde mediados del siglo XVIII) es la temperatura de fusión del hielo y 100 grados es el punto de ebullición del agua a la presión atmosférica normal.
Dado que diferentes líquidos se expanden de manera diferente al aumentar la temperatura, las escalas de temperatura en los termómetros con diferentes líquidos son diferentes.
Por lo tanto, en física se usan escala de temperatura de gases ideales, basado en la dependencia del volumen (a presión constante) o la presión (a volumen constante) del gas con la temperatura.
