Presiunea gazului este determinată de impactul haotic al moleculelor în mișcare. Aceasta înseamnă că o scădere a presiunii în timpul răcirii gazului poate fi explicată printr-o scădere a energiei medii a mișcării de translație a moleculelor (). Presiunea gazului ajunge la zero atunci când, în conformitate cu legea de bază a teoriei cinetice moleculare:
Concentrația moleculelor de gaz n este considerată constantă și diferită de zero.
Temperatura absolută a unui gaz ideal
Există o limită pentru răcirea cu gaz. Zero absolut este temperatura la care se oprește mișcarea de translație a moleculelor.
Un gaz ideal (spre deosebire de gazele reale) rămâne în el stare gazoasă la orice temperatură. Temperatura la care se oprește mișcarea de translație a moleculelor poate fi găsită din legea definită de J. Charles: coeficientul de temperatură de presiune al unui gaz ideal nu depinde de tipul de gaz și este egal cu 
. În acest caz, presiunea unui gaz ideal la o temperatură arbitrară este egală cu:
unde t este temperatura pe scara Celsius; - presiunea la . Să echivalăm presiunea din expresia (2) cu zero și să exprimăm temperatura la care moleculele unui gaz ideal își opresc mișcarea de translație:
V. Kelvin a presupus că valoarea rezultată a zero absolut ar corespunde încetării mișcării de translație a moleculelor oricărei substanțe. Temperaturi sub zero absolut (T=0 K) nu există în natură. Deoarece la o temperatură de zero absolut energia nu poate fi luată mișcarea termică molecule și reduc temperatura corpului, deoarece energia mișcării termice nu poate fi negativă. În laboratoare s-au obținut temperaturi apropiate de zero absolut (aproximativ o miime de grad).
Scala de temperatură termodinamică
Conform scalei de temperatură termodinamică (cunoscută și ca scara Kelvin), punctul de pornire este temperatura zero absolut. Temperatura este notată cu un T majuscul. Mărimea unui grad este aceeași cu un grad pe scara Celsius:
Derivatele vor fi aceleași dacă le luăm folosind diferite calcule de temperatură:
La trecerea de la scara Kelvin la scara Celsius, se păstrează definițiile coeficienților termici de dilatare volumetrică și ale coeficientului de presiune.
În Sistemul Internațional de Unități (SI), unitatea de bază a temperaturii se numește kelvin (K). Sistemul SI folosește scala de temperatură termodinamică pentru a măsura temperatura.
În conformitate cu acordul internațional, dimensiunea kelvin este determinată din următoarele condiții: temperatura punctului triplu al boilor este considerată a fi 273,16 K. Punctul triplu al apei în Celsius corespunde la 0,01 o C, temperatura de topire a gheții în kelvin este egal cu 273,15 K.
Temperatura măsurată în Kelvin se numește absolută. Relația dintre temperatura absolută și temperatura Celsius este reflectată de expresia:
Temperatura absolută, energia cinetică a moleculelor și presiunea unui gaz ideal
Energia medie a mișcării de translație a moleculelor este direct proporțională cu temperatura gazului:
unde este constanta lui Boltzmann. Formula (6) înseamnă că valoarea medie a energiei cinetice a mișcării de translație a moleculelor nu depinde de tipul de gaz ideal, ci este determinată doar de temperatura acestuia.
Presiunea unui gaz ideal este determinată numai de temperatura acestuia:
Exemple de rezolvare a problemelor
EXEMPLUL 1
| Exercițiu | La ce temperatură pe scara Celsius energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor de gaz va fi egală cu J? |
| Soluţie | Ca bază pentru rezolvarea problemei, vom lua legea care leagă temperatura pe scara termodinamică și energia cinetică medie a moleculelor:
Să exprimăm temperatura absolută din (1.1): Să calculăm temperatura:
Temperatura în Kelvin și temperatura în Celsius sunt legate prin expresia: Constatăm că temperatura gazului este: |
| Răspuns |
EXEMPLUL 2
| Exercițiu | Cum se modifică energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor de gaz ideal dacă procesul poate fi reprezentat prin graficul din Fig. 1? |
| Soluţie | Ca bază pentru rezolvarea problemei, luăm ecuația de stare a unui gaz ideal sub forma: |
Poveste
Cuvântul „temperatură” a apărut în acele zile când oamenii credeau că corpurile mai fierbinți conțin cantitate mare substanță specială - calorică, decât în cele mai puțin încălzite. Prin urmare, temperatura a fost percepută ca puterea unui amestec de materie corporală și calorică. Din acest motiv, unitățile de măsură pentru tăria băuturilor alcoolice și temperatură se numesc aceleași - grade.
Deoarece temperatura este energia cinetică a moleculelor, este clar că este cel mai natural să o măsuram în unități de energie (adică în sistemul SI în jouli). Cu toate acestea, măsurarea temperaturii a început cu mult înainte de crearea teoriei cinetice moleculare, astfel încât scalele practice măsoară temperatura în unități convenționale - grade.
scara Kelvin
Termodinamica folosește scara Kelvin, în care temperatura este măsurată de la zero absolut (starea corespunzătoare minimului posibil teoretic energie interna corp), iar un kelvin este egal cu 1/273,16 din distanța de la zero absolut la punctul triplu al apei (starea în care gheața, apa și vaporii de apă sunt în echilibru). Constanta lui Boltzmann este folosită pentru a converti kelvinii în unități de energie. Se mai folosesc unități derivate: kilokelvin, megakelvin, millikelvin etc.
Celsius
În viața de zi cu zi, se folosește scara Celsius, în care punctul de îngheț al apei este luat ca 0, iar punctul de fierbere al apei este luat ca 100°. presiune atmosferică. Deoarece punctele de îngheț și de fierbere ale apei nu sunt bine definite, scara Celsius este definită în prezent în termeni de scara Kelvin: un grad Celsius este egal cu un kelvin, zero absolut se consideră a fi -273,15 °C. Scara Celsius este practic foarte convenabilă deoarece apa este foarte comună pe planeta noastră și viața noastră se bazează pe ea. Zero Celsius este un punct special pentru meteorologie, deoarece înghețarea apei atmosferice schimbă totul în mod semnificativ.
Fahrenheit
In Anglia si mai ales in SUA se foloseste scara Fahrenheit. În această scară, intervalul de la temperatura în sine este împărțit în 100 de grade. iarna receîn orașul în care locuia Fahrenheit, la o temperatură corpul uman. Zero grade Celsius este 32 de grade Fahrenheit, iar un grad Fahrenheit este egal cu 5/9 grade Celsius.
Definiția actuală a scalei Fahrenheit este următoarea: este o scară de temperatură în care 1 grad (1 °F) este egal cu 1/180 din diferența dintre punctul de fierbere al apei și temperatura de topire a gheții la presiunea atmosferică și punctul de topire al gheții este de +32 °F. Temperatura Fahrenheit este legată de temperatura Celsius (t °C) prin raportul t °C = 5/9 (t °F - 32), adică o modificare a temperaturii de 1 °F corespunde unei modificări de 5/9 ° C. Propus de G. Fahrenheit în 1724.
Scara Reaumur
Propus în 1730 de R. A. Reaumur, care a descris termometrul cu alcool pe care l-a inventat.
Unitatea este gradul Reaumur (°R), 1 °R este egal cu 1/80 din intervalul de temperatură dintre punctele de referință - temperatura de topire a gheții (0 °R) și punctul de fierbere al apei (80 °R)
1 °R = 1,25 °C.
În prezent, cântarul a căzut din uz; a supraviețuit cel mai mult în Franța, patria autorului.
|
Conversia temperaturii între scalele principale |
|||
|
Kelvin |
Celsius |
Fahrenheit |
|
|
Kelvin (K) |
C + 273,15 |
= (F + 459,67) / 1,8 |
|
|
Celsius (°C) |
K − 273,15 |
= (F − 32) / 1,8 |
|
|
Fahrenheit (°F) |
K 1,8 − 459,67 |
C 1,8 + 32 |
|
Compararea scalelor de temperatură
|
Descriere |
Kelvin | Celsius |
Fahrenheit |
Newton | Reaumur |
|
Zero absolut |
−273.15 |
−459.67 |
−90.14 |
−218.52 |
|
|
Temperatura de topire a unui amestec de Fahrenheit (sare și gheață în cantități egale) |
255.37 |
−17.78 |
−5.87 |
−14.22 |
|
| Punctul de îngheț al apei (condiții normale) |
273.15 |
||||
|
Temperatura medie a corpului uman ¹ |
310.0 |
36.8 |
98.2 |
12.21 |
29.6 |
|
Punctul de fierbere al apei (condiții normale) |
373.15 |
||||
| Temperatura suprafeței solare |
5800 |
5526 |
9980 |
1823 |
4421 |
¹ Temperatura normală a corpului uman este de 36,6 °C ±0,7 °C sau 98,2 °F ±1,3 °F. Valoarea obișnuită de 98,6 °F este o conversie exactă în Fahrenheit a valorii germane din secolul al XIX-lea de 37 °C. Pentru că această valoare nu este în interval temperatura normala conform ideilor moderne, putem spune că conține o acuratețe excesivă (incorectă). Unele valori din acest tabel au fost rotunjite.
Comparație între scalele Fahrenheit și Celsius
(de- scara Fahrenheit, oC- scara Celsius)
|
oF |
oC |
oF |
oC |
oF |
oC |
oF |
oC |
|||
|
459.67 |
273.15 |
60 |
51.1 |
4 |
20.0 |
20 |
6.7 |
Pentru a converti grade Celsius în Kelvin, trebuie să utilizați formula T=t+T 0 unde T este temperatura în kelvin, t este temperatura în grade Celsius, T 0 =273,15 kelvin. Mărimea unui grad Celsius este egală cu Kelvin.
Temperatura- o mărime fizică scalară care caracterizează energia cinetică medie a particulelor unui sistem macroscopic pe un grad de libertate, care se află într-o stare de echilibru termodinamic.
Mărimile SI derivate, care au o denumire specială, includ temperatura Celsius, măsurată în grade Celsius. În practică, grade Celsius sunt adesea folosite datorită referințelor istorice la caracteristici importante apa - temperatura de topire a ghetii (0 °C) si temperatura de fierbere (100 °C). Acest lucru este convenabil, deoarece majoritatea proceselor climatice, proceselor din fauna sălbatică etc. sunt asociate cu acest interval. O modificare a temperaturii de un grad Celsius este echivalentă cu o schimbare a temperaturii de un Kelvin. Prin urmare, după introducerea unei noi definiții a lui Kelvin în 1967, punctul de fierbere al apei a încetat să mai joace rolul de punct de referință constant și, după cum arată măsurătorile precise, acesta nu mai este egal cu 100 °C, ci este aproape de 99,975 °C
Scala de temperatură absolută- Scala de temperatură termodinamică sau Scala de temperatură practică internațională, în care temperatura este măsurată de la zero absolut în grade Kelvin (kelvins)
Scara de temperatură absolută a fost introdusă în știință nu numai pentru a face legile gazelor mai convenabile pentru fermă. Are o semnificație fizică profundă.
Scara de temperatură absolută sau scara Kelvin sau scara de temperatură termodinamică este recunoscută ca fiind cea principală de Comitetul Internațional de Greutăți și Măsuri. Definirea scalei de temperatură termodinamică se bazează pe a doua lege a termodinamicii și folosește ciclul Carnot. Unul dintre cele mai importante proprietăți scara termodinamică este independența sa față de substanța termometrică.
Pentru a determina gradul scalei, se folosește un punct de referință - punctul triplu al apei și limita inferioara Diferența de temperatură este punctul zero absolut. Punctului triplu al apei i se atribuie o temperatură de 273 15 K exact. Kelvin este egal cu /273,16 părți din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei.
Scala de temperatură absolută are un punct zero la - 273 (G 273 O.
O scară de temperatură absolută este o scară în care punctul de temperatură zero absolut este luat ca punct de plecare. Valoarea Kelvin este determinată în mod unic de cerința ca temperatura punctului triplu al apei (punctul de referință) punct de temperatură, la care fazele lichide, solide și gazoase ale unei substanțe există în echilibru) a fost egal cu 273 16 K. Atunci punctele normale de topire ale gheții și ale apei de fierbere pe scara absolută corespund temperaturilor de 273 15 și 373 15 K și o intervalul de temperatură de 1 K este egal cu un interval de temperatură de 1 S.
O scară de temperatură absolută este o scară de temperatură care este determinată prin metoda termodinamică în așa fel încât să nu depindă de alegerea substanței termometrice. Punctul zero al acestei scale este definit ca cel mai înalt termodinamic temperatura posibila. Scara de temperatură absolută utilizată în prezent în termofizică a fost introdusă de Lord Kelvin (William Thomson) în 1848 și, prin urmare, este numită și scara Kelvin.
Există, de asemenea, o scară de temperatură absolută, care utilizează grade pe scara Fahrenheit.
Dezirabilitatea stabilirii unei scale de temperatură absolută, independentă de proprietățile oricărei substanțe particulare, a fost deja indicată în cap.
Scalele Kelvin și Rankine sunt scale de temperatură absolută bazate pe legile termodinamicii și pe ideea unui bazin de temperatură absolută.
Scala de temperatură termodinamică absolută este identică cu scara empirică de temperatură absolută.
În acest sens, au fost propuse două scări absolute de temperatură - Kelvin și Rankine, care diferă prin valoarea unității de măsurare a temperaturii adoptată în ele.
La începutul acestui articol, s-a remarcat că scala de temperatură absolută poate fi stabilită folosind orice relație bazată pe a doua lege a termodinamicii și conectând temperatura T cu alți parametri de stare.
Pe lângă scara centigrade, scara de temperatură absolută este utilizată în știință și tehnologie.
Pe baza acestor constatări, a fost creată o scală de temperatură, numită scară de temperatură absolută.
7. Energie internă.
Energie interna corp (notat ca E sau U) este suma energiilor interacțiunilor moleculare și a mișcărilor termice ale moleculei. Energia internă este o funcție unică a stării sistemului. Aceasta înseamnă că ori de câte ori sistemul se află în această stare, energia sa internă capătă valoarea inerentă acestei stări, indiferent de preistoria sistemului. În consecință, schimbarea energiei interne în timpul tranziției de la o stare la alta va fi întotdeauna egală cu diferența dintre valorile sale în starea finală și inițială, indiferent de calea pe care a avut loc tranziția.
§ - potential chimic
§ - numărul de particule din sistem
Fiecare persoană întâlnește conceptul de temperatură în fiecare zi. Termenul a intrat ferm în noi viata de zi cu zi: ne încălzim la cuptor cu microunde cumpărături sau gătirea alimentelor în cuptor, întrebându-ne despre vremea de afară sau aflarea dacă apa din râu este rece - toate acestea sunt strâns legate de acest concept. Ce este temperatura, ce înseamnă acest parametru fizic, cum se măsoară? Vom răspunde la aceste și la alte întrebări în articol.
Cantitate fizica
Să ne uităm la ce este temperatura din punctul de vedere al unui sistem izolat în echilibru termodinamic. Termenul a venit de la limba latinăși înseamnă „amestec adecvat”, „stare normală”, „proporționalitate”. Această mărime caracterizează starea de echilibru termodinamic al oricărui sistem macroscopic. În cazul în care este în dezechilibru, în timp are loc o tranziție a energiei de la obiectele mai încălzite la cele mai puțin încălzite. Rezultatul este egalizarea (modificarea) temperaturii în întregul sistem. Acesta este primul postulat (legea zero) al termodinamicii.
Temperatura determină distribuția particulelor constitutive ale sistemului după niveluri de energie și viteze, gradul de ionizare a substanțelor și proprietățile echilibrului radiatie electromagnetica corpuri, densitatea totală a radiației volumetrice. Deoarece pentru un sistem care se află în echilibru termodinamic, parametrii enumerați sunt egali, ei se numesc de obicei temperatura sistemului.
Plasma
Pe lângă corpurile de echilibru, există sisteme în care starea este caracterizată de mai multe valori de temperatură care nu sunt egale între ele. Un exemplu bun este plasma. Este format din electroni (particule încărcate uşoare) şi ioni (particule cu încărcare grea). Când se ciocnesc, are loc un transfer rapid de energie de la electron la electron și de la ion la ion. Dar între elementele eterogene există o tranziție lentă. Plasma poate fi într-o stare în care electronii și ionii individual sunt aproape de echilibru. În acest caz, este posibil să se presupună temperaturi separate pentru fiecare tip de particule. Cu toate acestea, acești parametri vor diferi unul de celălalt.
Magneți
În corpurile în care particulele au un moment magnetic, transferul de energie are loc de obicei lent: de la translație la grade de libertate magnetice, care sunt asociate cu posibilitatea de a schimba direcțiile momentului. Se dovedește că există stări în care corpul este caracterizat de o temperatură care nu coincide cu parametrul cinetic. Ea corespunde mișcării înainte particule elementare. Temperatura magnetică determină o parte a energiei interne. Poate fi atât pozitiv, cât și negativ. În timpul procesului de aliniere, energia va fi transferată din particule cu de mare valoare la particulele cu o temperatură mai scăzută dacă ambele sunt pozitive sau negative. În situația opusă, acest proces se va desfășura în direcția opusă - temperatura negativă va fi „mai mare” decât cea pozitivă.
De ce este necesar acest lucru?
Paradoxul este că omul obișnuit, pentru a efectua procesul de măsurare atât în viața de zi cu zi, cât și în industrie, nici nu are nevoie să știe ce este temperatura. Îi va fi suficient să înțeleagă că acesta este gradul de încălzire al unui obiect sau al mediului, mai ales că suntem familiarizați cu acești termeni încă din copilărie. Într-adevăr, majoritatea instrumentele practice menite să măsoare acest parametru măsoară efectiv alte proprietăți ale substanțelor care se modifică în funcție de nivelul de încălzire sau răcire. De exemplu, presiunea rezistență electrică, volum etc. În plus, astfel de citiri sunt recalculate manual sau automat la valoarea necesară.
Se pare că pentru a determina temperatura, nu este nevoie să studiezi fizica. Cea mai mare parte a populației planetei noastre trăiește după acest principiu. Dacă televizorul funcționează, atunci nu este nevoie să înțelegeți procesele tranzitorii dispozitive semiconductoare, studiu, în priză sau cum ajunge semnalul. Oamenii sunt obișnuiți cu faptul că în fiecare domeniu există specialiști care pot repara sau depana sistemul. Omul obișnuit nu vrea să-și încordeze creierul, pentru că este mult mai bine să urmărească o telenovelă sau fotbal pe „cutie” în timp ce sorbi o bere rece.
Și vreau să știu
Dar sunt oameni, cel mai adesea aceștia sunt studenți, care, fie din curiozitate, fie din necesitate, sunt nevoiți să studieze fizica și să stabilească ce temperatura este cu adevărat. Drept urmare, în căutarea lor, ei se găsesc în jungla termodinamicii și îi studiază legea zero, prima și a doua. În plus, o minte curioasă va trebui să înțeleagă entropia. Și la sfârșitul călătoriei sale, probabil că va admite că definirea temperaturii ca parametru al unui sistem termic reversibil, care nu depinde de tipul de substanță de lucru, nu va adăuga claritate în sensul acestui concept. Și totuși, partea vizibilă va fi niște grade acceptate de sistemul internațional de unități (SI).
Temperatura ca energie cinetică
O abordare mai „tangibilă” se numește teoria cinetică moleculară. Din aceasta se formează ideea că căldura este considerată o formă de energie. De exemplu, energia cinetică a moleculelor și atomilor, un parametru mediat pe un număr imens de particule care se mișcă haotic, se dovedește a fi o măsură a ceea ce se numește în mod obișnuit temperatura unui corp. Astfel, particulele dintr-un sistem încălzit se mișcă mai repede decât într-un sistem rece.
Deoarece termenul în cauză este strâns legat de energia cinetică medie a unui grup de particule, ar fi destul de natural să folosim joule ca unitate de măsură a temperaturii. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă, ceea ce se explică prin faptul că energia mișcării termice a particulelor elementare este foarte mică în raport cu joule. Prin urmare, este incomod de utilizat. Mișcarea termică este măsurată în unități derivate din jouli folosind un factor de conversie special.
Unități de temperatură
Astăzi, trei unități principale sunt folosite pentru a afișa acest parametru. La noi, temperatura este determinată de obicei în grade Celsius. Această unitate de măsură se bazează pe punctul de solidificare al apei - valoarea absolută. Este punctul de plecare. Adică, temperatura apei la care începe să se formeze gheața este zero. ÎN în acest caz, apa servește drept etalon exemplar. Această convenție a fost adoptată pentru comoditate. Al doilea valoare absolută este temperatura aburului, adică momentul în care iese apa stare lichida se transformă în gaz.
Următoarea unitate sunt grade Kelvin. Punctul de pornire al acestui sistem este considerat a fi punctul Deci, un grad Kelvin este egal cu 1. Singura diferență este punctul de pornire. Constatăm că zero Kelvin va fi egal cu minus 273,16 grade Celsius. În 1954, Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri a decis înlocuirea termenului „kelvin” pentru unitatea de temperatură cu „kelvin”.
A treia unitate de măsură acceptată în mod obișnuit este grade Fahrenheit. Până în 1960, acestea au fost utilizate pe scară largă în toate țările vorbitoare de limbă engleză. Cu toate acestea, această unitate este încă folosită în viața de zi cu zi în Statele Unite. Sistemul este fundamental diferit de cele descrise mai sus. Temperatura de îngheț a unui amestec de sare, amoniac și apă într-un raport de 1:1:1 este luată ca punct de plecare. Deci, pe scara Fahrenheit, punctul de îngheț al apei este de plus 32 de grade, iar punctul de fierbere este de plus 212 de grade. În acest sistem, un grad este egal cu 1/180 din diferența dintre aceste temperaturi. Astfel, intervalul de la 0 la +100 grade Fahrenheit corespunde intervalului de la -18 la +38 Celsius.
Temperatura zero absolut
Să ne dăm seama ce înseamnă acest parametru. Zero absolut este valoarea temperaturii limită la care presiunea unui gaz ideal devine zero pentru un volum fix. Exact asta valoare micaîn natură. După cum a prezis Mihailo Lomonosov, „acesta este cel mai mare sau ultimul grad de frig”. Rezultă că gazele chimice sunt conținute în volume egale în condiții de aceeași temperatură și presiune acelasi numar molecule. Ce rezultă din asta? Există o temperatură minimă a unui gaz la care presiunea sau volumul său ajunge la zero. Acest valoare absolută corespunde cu zero Kelvin, sau 273 de grade Celsius.
Câteva fapte interesante despre sistemul solar
Temperatura de la suprafața Soarelui ajunge la 5700 Kelvin, iar în centrul nucleului - 15 milioane Kelvin. Planetele sistem solar diferă foarte mult între ele în ceea ce privește nivelul de încălzire. Astfel, temperatura nucleului Pământului nostru este aproximativ aceeași cu cea de pe suprafața Soarelui. Jupiter este considerată cea mai fierbinte planetă. Temperatura din centrul miezului său este de cinci ori mai mare decât la suprafața Soarelui. Dar cea mai mică valoare a parametrului a fost înregistrată pe suprafața Lunii - a fost doar 30 Kelvin. Această valoare este chiar mai mică decât pe suprafața lui Pluto.
Fapte despre Pământ
1. Cea mai mare temperatură înregistrată de om a fost de 4 miliarde de grade Celsius. Această valoare este de 250 de ori mai mare decât temperatura nucleului Soarelui. Recordul a fost stabilit de Brookhaven Natural Laboratory din New York într-un colisionator de ioni, care are aproximativ 4 kilometri lungime.
2. De asemenea, temperatura de pe planeta noastră nu este întotdeauna ideală și confortabilă. De exemplu, în orașul Verkhnoiansk din Yakutia temperatura este perioada de iarna scade la minus 45 de grade Celsius. Dar în orașul etiopian Dallol situația este inversă. Acolo temperatura medie anuală este de plus 34 de grade.
3. Cel mai mult condiții extreme, sub care lucrează oamenii, au fost înregistrate în minele de aur din Africa de Sud. Minerii lucrează la o adâncime de trei kilometri la o temperatură de plus 65 de grade Celsius.
Caracterizarea stare termică tel.
În lumea din jurul nostru au loc diverse fenomene legate de încălzirea și răcirea corpurilor. Ei sunt numiti, cunoscuti fenomene termice. Deci, când este încălzit apă rece mai întâi devine cald și apoi fierbinte; o parte metalică scoasă din flacără se răcește treptat etc.Notăm gradul de încălzire a unui corp, sau starea sa termică, cu cuvintele „cald”, „rece”, „fierbinte”.Se folosește pentru a cuantifica această stare. temperatura.
Temperatura este unul dintre parametrii macroscopici ai sistemului. În fizică, corpurile formate din foarte un numar mare se numesc atomii sau moleculele macroscopic. Dimensiunile corpurilor macroscopice sunt de multe ori mai mari decât dimensiunile atomilor. Toate corpurile înconjurătoare - de la masă sau gaz la balon până la un grăunte de nisip - corpuri macroscopice.
Cantități care caracterizează starea corpurilor macroscopice fără a le lua în considerare structura moleculara, numit parametrii macroscopici. Acestea includ volumul, presiunea, temperatura, concentrația particulelor, masa, densitatea, magnetizarea etc. Temperatura este unul dintre cei mai importanți parametri macroscopici ai unui sistem (gazul, în special).
Temperatura - caracteristică echilibru termic sisteme.
Se știe că, pentru a determina temperatura unui mediu, trebuie să plasați un termometru în acest mediu și să așteptați până când temperatura termometrului încetează să se mai schimbe, luând o valoare egală cu temperatura. mediu inconjurator. Cu alte cuvinte, este nevoie de ceva timp pentru ca echilibrul termic să fie stabilit între mediu și termometru.
Teplov, sau termodinamic, echilibru numită stare în care toți parametrii macroscopici rămân neschimbați pentru o perioadă nedefinită de timp. Aceasta înseamnă că volumul și presiunea din sistem nu se modifică, nu au loc transformări de fază și temperatura nu se modifică.
Cu toate acestea, procesele microscopice nu se opresc în timpul echilibrului termic: vitezele moleculelor se schimbă, se mișcă și se ciocnesc.
Orice corp macroscopic sau grup de corpuri macroscopice - termodinamic sistem- poate fi în diverse state echilibru termic. În fiecare dintre aceste stări, temperatura are propria sa valoare foarte specifică. Alte cantități pot avea valori diferite (dar constante). De exemplu, presiunea gazului comprimat într-un cilindru va diferi de presiunea din încăpere și la echilibrul termic al întregului sistem de corpuri din această cameră.
Temperatura caracterizează starea de echilibru termic a unui sistem macroscopic: în toate părțile sistemului care se află într-o stare de echilibru termic, temperatura are aceeași valoare (acesta este singurul parametru macroscopic care are această proprietate).
Dacă două corpuri au aceeași temperatură, nu are loc nici un schimb de căldură între ele, dacă este diferit, are loc schimbul de căldură și căldura este transferată de la un corp mai încălzit la unul mai puțin încălzit până când temperaturile sunt complet egalizate.
Măsurarea temperaturii se bazează pe dependența unora cantitate fizica(de exemplu, volum) pe temperatură. Această dependență este utilizată în scala de temperatură a unui termometru - un dispozitiv folosit pentru a măsura temperatura.
Acțiunea termometrului se bazează pe dilatare termică substante. Când este încălzită, coloana substanței utilizate în termometru (de exemplu, mercur sau alcool) crește, iar când este răcită, scade. Termometrele folosite în viața de zi cu zi vă permit să exprimați temperatura unei substanțe în grade Celsius (°C).
A. Celsius (1701-1744) - om de știință suedez care a propus utilizarea unei scale de temperatură centigrade. Pe scara de temperatură Celsius dincolo de zero (s mijlocul secolului al XVIII-lea c.) se ia temperatura gheții de topire, iar 100 de grade este temperatura de fierbere a apei la presiunea atmosferică normală.
Deoarece diferitele lichide se extind diferit pe măsură ce temperatura crește, scalele de temperatură ale termometrelor care conțin diferite lichide sunt diferite.
De aceea în fizică se folosesc scala de temperatură a gazului ideal, pe baza dependenței de temperatură a volumului (la presiune constantă) sau a presiunii (la volum constant) a gazului.
