Wat is de temperatuur? Temperatuureenheden - graden. De temperatuur van de stoom en gas

Elke persoon gezichten dagtemperatuur concept. De term is geworden stevig verankerd in ons dagelijks leven: we opwarmen in de magnetron producten of bereiden van voedsel in de oven, zijn we geïnteresseerd in het weer op de straat of erachter te komen of het koude water in de rivier - dit alles is nauw verwant aan dit concept. En wat is de temperatuur, die de fysische parameter, wat het gemeten betekent? Op deze en andere vragen te beantwoorden in dit artikel.

fysische grootheid

Laten we eens kijken naar wat de temperatuur vanuit het oogpunt van een geïsoleerd systeem in thermodynamisch evenwicht. De term komt uit het Latijn en betekent "goed mengen", "normaal", "evenredigheid". Deze waarde is kenmerkend voor de toestand van de thermodynamische evenwicht van een macroscopisch systeem. In het geval dat een geïsoleerd systeem uit balans, met het verstrijken van de tijd plaatsvindt de overdracht van energie van de warmere object naar een minder verwarmd. Het resultaat is een uitlijning (verandering) temperatuur in het systeem. Dit is de eerste postulaat (nul start) thermodynamica.

De temperatuur bepaalt de verdeling van samengestelde deeltjes volgens de energieniveaus van het systeem en de snelheden, de mate van ionisatie van de stoffen, het evenwichtseigenschappen van elektromagnetische straling lichamen vol stortdichtheid van de straling. Dus voor een systeem dat in thermodynamisch evenwicht, deze parameters gelijk zijn, dan zijn ze een systeemtemperatuur genoemd.

plasma

Bovendien evenwicht lichamen zijn er systemen waarbij de aandoening wordt gekenmerkt door verschillende temperatuurwaarden zijn hetzelfde. Een goed voorbeeld is plasma. Het bestaat uit elektronen (licht geladen deeltjes) en ionen (zware geladen deeltjes). Als botsingen snelle energieoverdracht van elektron tot de ion ion. Maar tussen heterogene elementen plaatsvindt langzame overgang. Plasma kan in een toestand waarin de elektronen en ionen afzonderlijk bijna in evenwicht. In dit geval kan elke individuele temperatuurregeling de vorm aannemen van deeltjes. Echter, tussen deze parameters zal anders zijn.

magneten

De lichamen waarbij de deeltjes een magnetisch moment, energieoverdracht treedt gewoonlijk langzaam een magnetische translatorische vrijheidsgraden die samenhangen met de mogelijkheid om de richting van het koppel. Het blijkt dat er landen waar het lichaam heeft een temperatuur die niet samenvalt met de kinetische parameter. Het correspondeert met de voorwaartse beweging van elementaire deeltjes. Magnetische temperatuur vastgesteld welk deel van de inwendige energie. Het kan positief of negatief zijn. Tijdens de verwijding energie wordt overgedragen van het deeltje met de hoogste waarde voor deeltjes met een lagere temperatuurwaarde in het geval als zij beide positief of negatief. Hierbij zal een ongunstige situatie stroming in de tegengestelde richting - een negatieve temperatuur "hoger" dan positief.

En waarom is het nodig?

De paradox ligt in het feit dat de man in de straat om het meetproces te houden, zowel thuis als in de industrie, hoeft zelfs niet te weten wat de temperatuur is. Want het is voldoende om te begrijpen dat het de mate van warmte het voorwerp of voor het milieu, vooral omdat deze termen we kennen uit de kindertijd. Inderdaad meeste praktische inrichtingen voor het meten van deze parameter daadwerkelijk meet verschillende eigenschappen van stoffen die de mate van verwarming of koeling wijzigen. Bijvoorbeeld, druk, elektrische weerstand, hoeveelheid t. D. nadere details handmatig of automatisch op de gewenste waarde.

Dus, om de temperatuur te bepalen, is er geen noodzaak om natuurkunde te studeren. Volgens dit principe woont het grootste deel van de bevolking van onze planeet. Als de TV werkt, is het niet nodig om de overgang processen van halfgeleiders te begrijpen, leren de oorsprong van de elektriciteit in het stopcontact of gaat naar een schotelantenne signaal. Mensen zijn gewend om dat er experts op elk gebied, die in staat vast te stellen of debuggen van het systeem zal zijn. Babbitt wilde niet naar je hersenen stam, want waar het beter om een soap of voetbal op de "box" te kijken, onder het genot van een koud biertje.

En ik wil weten

Maar er zijn mensen, meestal is het de studenten die ofwel in de omvang van hun nieuwsgierigheid of uit noodzaak hebben om natuurkunde te studeren en te bepalen wat de temperatuur werkelijk is. Als gevolg hiervan, in hun zoektocht, vallen ze in het doolhof van de thermodynamica en de studie is nul, de eerste en tweede wetten. Bovendien zou de onderzoekende geest hebben om het te begrijpen Carnotcyclus en entropie. En aan het einde van zijn reis die hij erkent wel dat de bepaling van de temperatuur als parameter omkeerbaar thermisch systeem dat niet afhankelijk is van de aard van de werkende stof, geen duidelijkheid voegen aan de betekenis van dit concept. Nog zichtbaar gedeelte wordt door het internationale systeem van eenheden (SI) een aantal graden.

De temperatuur van de kinetische energie

Meer "tastbaar" is een aanpak, die wordt genoemd moleculair-kinetische theorie. Uit deze representatie wordt gevormd, zodat de warmte wordt beschouwd als een vorm van energie. Bijvoorbeeld, de kinetische energie van de moleculen en atomen, een parameter gemiddeld over het grote aantal willekeurig bewegende deeltjes is een maat voor wat de lichaamstemperatuur genoemd. Dus het verwarmde particle systeem sneller dan koud.

Aangezien deze term nauw verwant aan de gemiddelde kinetische energie van het deeltje groep, zou het heel natuurlijk als de temperatuureenheid gebruikt joule zijn. Toch is dit niet het geval is omdat de energie van de thermische beweging van elementaire deeltjes zeer klein in verhouding tot de joule. Daarom is het lastig om te gebruiken. Thermische beweging wordt gemeten in joules verkregen via een speciale conversiefactor.

Temperatuureenheden

Tot op heden zijn drie belangrijke eenheden die worden gebruikt om deze parameter weer te geven. In ons land wordt de temperatuur meestal bepaald in graden Celsius. De basis van dit toestel water stolpunt - de absolute waarde. Is het referentiepunt. Dat wil zeggen de water temperatuur waarbij ijs begint te vormen, nul. In dit geval water dient als voorbeeld gegeven maatstaf. Deze standaard waarde is voor het gemak aangenomen. De tweede waarde is de absolute temperatuur van de stoom, d.w.z. wanneer water overgaat van de vloeibare toestand in de gasvormige.

De volgende units zijn graden Kelvin. De oorsprong van dit systeem wordt beschouwd als een punt van het absolute nulpunt. Zo één graad Kelvin gelijk aan één graad Celsius. Het verschil is slechts het begin van referentie. We vinden dat de nul Kelvin is gelijk aan min 273,16 graden Celsius. In 1954 de Algemene Conferentie voor maten en gewichten werd besloten om de term "graad Kelvin" te vervangen voor de temperatuur unit in de "kelvin".

De derde gemeenschappelijke meeteenheid in graden Fahrenheit. Tot 1960 werden ze op grote schaal gebruikt in alle Engels-sprekende landen. Echter, vandaag in de Verenigde Staten huis met behulp van dit apparaat. Het systeem is fundamenteel verschillend van die hierboven beschreven. Voor oorsprong vastgesteld vriestemperatuur zoutmengsel van ammoniak en water in de verhouding 1: 1: 1. Aldus Fahrenheit vriespunt van water is gelijk aan plus 32 graden en de kooktemperatuur - plus 212 graden. In dit systeem één graad verschil is gelijk aan 1/180 van deze temperaturen. Dus een bereik 0-100 graden Fahrenheit in het gebied van -18 tot +38 graden Celsius.

absolute nul

Laten we eens kijken wat deze parameter. De absolute nulwaarde genoemd temperatuurgrens waarbij het ideale gasdruk verdwijnt bij een vast volume. Dit is de laagste waarde in de natuur. Zoals voorspeld door Michail Lomonosov, "is de grootste of de laatste graad van de kou." Uit deze chemische wet van Avogadro: gelijke volumes van gas onder de omstandigheden van dezelfde temperatuur en druk bevat hetzelfde aantal moleculen. Wat volgt hieruit? Er is een minimale temperatuur van het gas, waarbij de druk of volume verdwijnen. Deze waarde correspondeert met het absolute nulpunt Kelvin of 273 graden Celsius.

Een paar interessante feiten over het zonnestelsel

De temperatuur aan het oppervlak van de zon bereikt 5700 graden Kelvin, en het centrum kern - 15 miljoen graden Kelvin. De planeten van het zonnestelsel van elkaar verschillen qua verwarmen. Zo is de temperatuur van de kern van onze aarde is ongeveer hetzelfde als op het oppervlak van de zon. De heetste planeet Jupiter beschouwd. De temperatuur in het centrum van de kern tot vijf keer hoger dan in het oppervlak van de zon. En hier is de laagste waarde die op het oppervlak van de maan - het was slechts 30 graden Kelvin. Deze waarde is nog lager dan het oppervlak van Pluto.

Feiten over de aarde

1. De hoogste temperatuur waarde wordt geregistreerd persoon was 4 miljard graden Celsius. Deze waarde is 250 keer hoger is dan de temperatuur van de Zon kern. Record geleverd New York Brookhaven natuurlijk laboratorium in het ion collider, waarvan de lengte is ongeveer 4 kilometer.

2. De temperatuur van de planeet is niet altijd perfect en comfortabel. Bijvoorbeeld, in Verhnoyanske Yakutia temperatuur in de winter daalt tot min 45 graden Celsius. En hier in de Ethiopische stad Dallol omgekeerde situatie. Er gemiddelde temperatuur van plus 34 graden.

3. De meest extreme omstandigheden waarin mensen werken, zijn opgenomen in de goudmijnen in Zuid-Afrika. Mijnwerkers die op een diepte van drie kilometer bij een temperatuur van 65 graden Celsius.