《极品飞车17》绿色度测评报告

Температура
Теплова в?брац?я сегмента альфа-сп?раль б?лка. Ампл?туда коливань зб?льшу?ться ?з зростанням температури
Символи:	$T$
Одиниц? вим?рювання
SI	кельв?н (К)
Розм?рн?сть:	Θ
?нш? величини:	°C, °F, °R, °R?, °Ré, °N, °D, °W
Температура у В?к?сховищ?

Температу?ра (в?д лат. temperatura — належне сп?вв?дношення, нормальний стан) — ф?зична величина, яка опису? стан термодинам?чно? системи. Вона ? найважлив?шим параметром стану ?з застосовуваних у термодинам?ц? ? одн??ю ?з семи ф?зичних величин, на яких базу?ться М?жнародна система одиниць (SI).

Визначення температури

Температура, вим?ряна р?динним термометром

Температура за шкалою термометра на баз? б?металево? пластини

Температура (середн?й рядок) на термометр? з цифровою шкалою

Температура на шкал? п?рометра

?сну? дек?лька визначень температури.

1. На побутовому р?вн? температура пов'язана ?з суб'?ктивним сприйняттям ?тепла? ? ?холоду?. Наш? в?дчуття дозволяють розр?зняти як?сн? градац?? нагр?ву т?л: теплий, холодний, гарячий. Але придатна для науки к?льк?сна м?ра ступеня нагр?ву не може бути вим?ряна за допомогою в?дчутт?в. Простий експеримент п?дтверджу? це. Якщо потримати одну руку у холодн?й вод?, а другу — у гаряч?й, а пот?м обидв? пом?стити у теплу воду, то рука, яка була у холодн?й вод? буде в?дчувати тепло, а рука, що була у гаряч?й — холод. Кр?м того, за допомогою в?дчутт?в ми можемо оц?нювати ступ?нь нагр?ву чи охолодження у дуже вузькому д?апазон?. Таким чином, необх?дним ? пов'язати к?льк?сне вим?рювання температури ? побудову температурно? шкали з об'?ктивними ф?зичними явищами.
2. У класичн?й термодинам?ц? поняття емп?рично? температури т?сно пов'язане з р?вновагою ?зольованих систем, а саме — з тепловою р?вновагою. Якщо дв? ?зольован? в?д навколишнього середовища р?вноважн? системи $A$; ? $B$; ввести у тепловий контакт, який забезпечу? особливий вид передач? енерг?? — прямий теплообм?н м?ж двома системами, то стан цих систем почне зм?нюватись до тих п?р, поки м?ж ними не настане стан р?вноваги. Цей вид р?вноваги, що не пов'язаний з масообм?ном, зм?ною тиску, концентрац?? або з х?м?чними перетвореннями, назива?ться тепловою або терм?чною р?вновагою. Теплова р?вновага — це такий стан, який допуска? можлив?сть зд?йснення оборотного теплообм?ну м?ж системами необмежено довго без зм?ни ?х стану.

Вих?дне визначення температури формулю?ться так:

Температура ? ?диною функц??ю стану термодинам?чно? системи, яка вказу? на напрям самов?льного теплообм?ну м?ж системами.

Зв?дси виплива?, по-перше, що вищезгадан? системи $A$; ? $B$, як? перебувають м?ж собою у стан? теплово? р?вноваги мають однакову температуру у будь-як?й температурн?й шкал?, а, по друге, — дв? системи, як? не знаходяться одна з одною у тепловому контакт?, але кожна з них нар?зно знаходиться у теплов?й р?вноваз? з третьою системою (вим?рювальний прилад) мають однакову температуру. Останн? твердження ма? назву властив?сть транзитивност? термодинам?чно? р?вноваги. Деяк? автори (Р. Фаулер ? Е. Гуггенгейм) вважають цю властив?сть, яка почерпнута з загальнолюдського досв?ду, нульовим законом термодинам?ки.

Безпосередн? вим?рювання температури ? неможливим. У приладах для вим?рювання температури (термометрах) використовують термометричне т?ло, яке вводять у тепловий контакт з т?лом, температуру якого потр?бно вим?ряти. Ф?зична величина, яка знаходиться у функц?ональн?й залежност? в?д температури ? ? ?? ?ндикатором, ма? назву — термометрична величина. Наприклад, у р?динних термометрах термометричним т?лом ? р?дина у резервуар? термометра, а термометричною величиною — об'?м р?дини. У термометрах опору термометричним т?лом ? металев? дроти або нап?впров?дники, а термометричною величиною — ?х електричн? опори. Докладн?ше: Термометр?я

Температура, що вим?рю?ться термометрами назива?ться емп?ричною температурою. Строго кажучи, покази термометр?в з р?зними термометричними т?лами р?зняться м?ж собою ? зб?гаються лише в реперних точках. Наступним недол?ком емп?рично? температури ? в?дсутн?сть безперервно? термометрично? шкали, тому що жодне термометричне т?ло неспроможне виконувати сво? призначення у всьому д?апазон? можливих температур.

Другий закон термодинам?ки, а саме його частина — принцип ?снування абсолютно? температури ? ентроп?? ($\delta Q^{*}=TdS$), усува? цей недол?к ? дозволя? встановити термодинам?чну шкалу, незалежну в?д термометричного т?ла. Температура, вим?ряна за ц??ю шкалою, ? абсолютною або термодинам?чною температурою.

3. Поряд з термодинам?чним, в ?нших розд?лах ф?зики можуть вводитись й ?нш? визначення температури. На м?кроскоп?чному р?вн? температура пов'язана з тепловим рухом атом?в та молекул, ?з яких складаються ф?зичн? т?ла, а саме — з ?х середньою к?нетичною енерг??ю. Тому у молекулярно-к?нетичн?й теор?? справедливим буде таке визначення:

Температу?ра — скалярна ф?зична величина, яка характеризу? середню к?нетичну енерг?ю частинок макроскоп?чно? системи, що припада? на один ступ?нь в?льност?.

За словами П. Л. Капиц?:

	…м?рилом температури ? не сам рух, а хаотичн?сть цього руху. Хаотичн?сть стану т?ла визнача? його температурний стан, ? ця ?дея (яку вперше розробив Людв?г Больцман), що певний температурний стан т?ла зовс?м не визнача?ться енерг??ю руху, але ? хаотичн?стю цього руху, ? це те нове поняття в опис? температурних явищ, яким ми повинн? користуватися…
— Капица П. Л. Свойства жидкого гелия // Природа. — 1997. — № 12.

За ДСТУ 3518-97: Температура — ф?зична величина, що ? м?рою ?нтенсивност? теплового руху атом?в ? молекул.

Температуру, що входить як параметр у розпод?л Больцмана, часто називають температурою збудження, у розпод?л Максвелла — к?нетичною температурою, у формулу Саха — ?он?зац?йною температурою, у закон Стефана — Больцмана — рад?ац?йною температурою. Для системи, що перебува? у термодинам?чн?й р?вноваз?, ус? ц? параметри р?вн? м?ж собою, ? ?х називають просто температурою системи.

Температурн? шкали

Для однозначного визначення температури р?зними методами й на основ? зм?ни р?зних властивостей термометричних т?л, термометри необх?дно градуювати. Для цього використовуються температурн? шкали. В основ? температурних шкал — особлив? реперн? точки, яким присвою?ться певне значення температури. ?сторично склалися р?зн? температурн? шкали, що використовують р?зн? реперн? точки, як? пов'язан? з певними ф?зичними явищами, що в?дбуваються за певних температур.

У М?жнародн?й систем? одиниць (SI) одиниця вим?рювання термодинам?чно? температури належить до семи основних одиниць ? виража?ться у кельв?нах. До одиниць SI, як? мають спец?альну назву, належить градус Цельс?я для вим?рювання температури за шкалою Цельс?я. На практиц? часто застосовують градуси Цельс?я через ?сторичну прив'язку до важливих характеристик води — температури танення льоду (0 °C) ? температури кип?ння (100 °C). Це зручно, оск?льки б?льш?сть кл?матичних процес?в, процес?в у жив?й природ?, тощо пов'язан? з цим д?апазоном. Зм?на температури на один градус Цельс?я тотожна зм?н? температури на один Кельв?н. Тому п?сля введення в 1967 роц? нового визначення Кельв?на, температура кип?ння води перестала грати роль незм?нно? реперно? точки ?, як показують точн? вим?рювання, вона вже не дор?вню? 100 °C, а близька до 99,975 °C.

У М?жнародн?й систем? одиниць (SI) для вим?рювання температури застосову?ться шкала Кельв?на ? символ $K$ (за ц??? умови знак градуса ° в?дсутн?й). Широкий вжиток також мають системи Цельс?я ? Фаренгейта.

Шкала Кельв?н

0 градус?в в?дпов?дають абсолютному нулю, тобто повн?й в?дсутност? руху молекул. ?нша реперна точка — потр?йна точка води. ?? температура 273,16 К вибрана так, щоб один кельв?н в?дпов?дав одному градусу за шкалою Цельс?я. Температура за шкалою Кельв?на назива?ться абсолютною температурою. Вона познача?ться великою латинською л?терою T. Шкала Кельв?на використову?ться у ф?зиц?. ?? називають термодинам?чною шкалою, оск?льки вона найкраще визначена. Наприклад, problems точка води на в?дм?ну в?д температури замерзання, не залежить в?д тиску.

Шкала Цельс?я

0 °C в?дпов?да? температура замерзання води, 100 °C — температура кип?ння води (п?д д??ю тиску в 1 атмосферу). Здеб?льшого температура за шкалою Цельс?я познача?ться маленькою латинською л?терою t.

Шкала Фаренгейта

Замерзания ? кип?ння води розд?ляють 180 °F. Один градус за Фаренгейтом дор?вню? 5/9 кельв?на або градуса Цельс?я. Вода замерза? за 32 °F, а кипить за 212 °F.

?снували також ?нш? системи вим?рювання температури, як? тепер вийшли з ужитку:

• шкала Ранк?на
• шкала Дел?ля
• шкала Ньютона
• шкала Реомюра
• шкала Ремера

Формули для визначення в?дпов?дност? м?ж основними шкалами:

За Цельс??м$\Longleftrightarrow$за Кельв?ном$\Longleftrightarrow$ за Фаренгейтом:

${\frac {T_{Celsius}-0}{100}}={\frac {T_{Kelvin}-273,15}{100}}={\frac {T_{Fahrenheit}-32}{180}}\,$

За Цельс??м$\Longleftrightarrow$за Реомюром$\Longleftrightarrow$за Ранк?ном:

${\frac {T_{Celsius}-0}{100}}={\frac {T_{Reaumur}-0}{80}}={\frac {T_{Rankine}-32-459,67}{180}}\,$

За Кельв?ном$\Longleftrightarrow$за Цельс??м:

$T_{Celsius}=T_{Kelvin}-273,15\,$

$T_{Kelvin}=T_{Celsius}+273,15\,$

За Кельв?ном$\Longleftrightarrow$за Фаренгейтом:

$T_{Fahrenheit}={\frac {9}{5}}\cdot T_{Kelvin}-459,67$

$T_{Kelvin}={\frac {5}{9}}\cdot (T_{Fahrenheit}+459,67)$

За Цельс??м$\Longleftrightarrow$за Фаренгейтом:

$T_{Fahrenheit}=32+{\frac {9}{5}}\cdot T_{Celsius}$

$T_{Celsius}={\frac {5}{9}}\cdot (T_{Fahrenheit}-32)$

З?ставлення температурних шкал

Явище	за Кельв?ном	за Цельс??м	за Фаренгейтом	за Ранк?ном	за Дел?лем	за Ньютоном	за Реомюром	за Ромером
Абсолютний нуль	0	?273,15	?459,67	0	559,725	?90,14	?218,52	?135,90
Сум?ш льоду ? сол? (за Фаренгейтом)	255,37	?17,78	0	459,67	176,67	?5,87	?14,22	?1,83
Замерзання води (за нормальних умов)	273,15	0	32	491,67	150	0	0	7,5
Середня температура людського т?ла	310,0	36,85	98,2 1	557,9	94,5	12,21	29,6	26,925
Кип?ння води (за нормальних умов)	373,15	100	212	671,67	0	33	80	60
Плавлення титану	1941	1668	3034	3494	?2352	550	1334	883
Поверхня Сонця	5800	5526	9980	10440	?8140	1823	4421	2909

1 За шкалою Фаренгейта традиц?йно нормальною температурою людського т?ла вважа?ться 98,6 °F, а отже термометри враховують цю неточн?сть.

2 Деяк? значення були заокруглен?.

?стор?я

Слово ?температура? виникло в часи, коли люди вважали, що у б?льш нагр?тих т?лах м?ститься б?льша к?льк?сть особливо? речовини — теплецю, н?ж в менш нагр?тих. Тому температура сприймалась як м?цн?сть сум?ш? т?ла ? теплецю. Внасл?док цього одиниц? вим?рювання м?цност? спиртних напо?в та температури називаються однаково — градусами.

Ц?кав? факти

• Найвища температура, досягнута за участ? людини, ~ 10 трлн К (що ? пор?внянним з температурою Всесв?ту у перш? секунди його ?снування) була досягнута у 2010 роц? п?д час з?ткнення ?он?в свинцю, прискорених до св?тлових швидкостей. Експеримент було проведено на Великому адронному колайдер?.
• Найвища теоретично можлива температура — планк?вська температура. Вища температура за сучасними ф?зичними уявленнями не може ?снувати, оск?льки надання додатково? енерг?? систем?, нагр?то? до тако? температури, не зб?льшу? швидкост? частинок, а лише породжу? у з?ткненнях нов? частки, за ц??? обставини к?льк?сть частинок у систем? зроста? й зроста? маса системи. Вище за планк?вську температуру грав?тац?йн? сили м?ж частинками стають пор?вняними ?з силами решти фундаментальних вза?мод?й. Можна вважати, що це температура ?кип?ння? ф?зичного вакууму. Вона приблизно дор?вню? 1,41679(11)× 10³² K (~ 142 нон?льйони K).
• Поверхня Сонця ма? температуру близько 6000 K, а сонячне ядро — близько 15 000 000 K.
• Найнижча температура, яка досягнута людиною, була отримана у 1995 роц? Ер?ком Корнеллом та Карлом В?маном ?з США п?д час охолодження атом?в руб?д?ю. Вона перевищувала абсолютний нуль менше н?ж на 1/170 м?льярдну частку кельв?на (5,9× 10^?12  K).
• Рекордно низьку температуру на поверхн? Земл? ?89,2 °С було заре?стровано на радянськ?й внутр?шньоконтинентальн?й науков?й станц?? ?Восток?, Антарктида (висота розташування 3488 м над р?внем моря) 21 червня 1983 року.
• 9 грудня 2013 року на конференц?? Американського геоф?зичного союзу група американських досл?дник?в пов?домила про те, що 10 серпня 2010 року температура пов?тря в одн?й з точок Антарктиди опускалась до ?135,8 °F (?93,2° С). Цю ?нформац?ю було отримано за результатами анал?зу супутникових даних НАСА. На думку автора пов?домлення Т. Скамбоса (англ. Ted Scambos) отримане значення не п?дляга? ре?страц?? як рекордне, оск?льки визначене у результат? супутникових вим?рювань, а не за допомогою термометра.
• Рекордно високу температуру пов?тря поблизу земно? поверхн? +56,7 °C було заре?стровано 10 липня 1913 року на ранчо Гр?нленд у долин? Смерт? (штат Кал?форн?я, США). За ?ншими даними рекорд максимально? температури пов?тря на Земл? в т?н? досягнув позначки +72 °С в ?ранськ?й пустел? Деште-Лут в 2005 роц?.
• Нас?ння наземних рослин збер?гають здатн?сть проростати нав?ть п?сля охолодження до ?269 °C (наприклад мохи, папоротепод?бн?).

Див. також

Сум?жн? поняття у ф?зиц?

• Термодинам?чна температура
• Абсолютна в?д'?мна температура
• Ефективна температура
• Кол?рна температура
• Спектрофотометрична температура
• Температуропров?дн?сть

Температури фазових переход?в тощо

• Критична температура
• Температура кип?ння
• Температура плавлення
• Температура склування
• Температура розм'якшення

Стосовно магн?тних явищ

• Температура Мор?на
• Температура Кюр?
• Температура Нееля

У ф?зиц? твердого т?ла

• Температура Дебая

У б?олог??

• Температура т?ла
• Базальна температура
• Активна температура

У астроном??

• Температура зор?

У х?м??

• Температура самозаймання
• Температура займання
• Температура спалаху
• Температура вибуху
• Температура тл?ння

У геолог??

• Аномальна пластова температура

?нше

• Кр?отехн?ка

Джерела

• Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Часть 1 // Теоретическая физика. — М. : Физматлит, 2005. — Т. 5. — 616 с. — ISBN 5-9221-0054-8.
• Вукалович М. П., Новиков И. И. Техническая термодинамика. — М. : Энергия, 1968. — 497 с.
• Гиббс Дж. В. Термодинамика. Статистическая механик / Отв. ред. Д. Н. Зубарев. — М. : Наука, 1982. — 584 с. — (Классики науки)
• Гухман А. А. Об основаниях термодинамики. — М. : Энергоатомиздат, 1986. — 384 с.
• Дьярмати И. Неравновесная термодинамика. Теория поля и вариационные принципы. — М. : Мир, 1974. — 304 с.
• Залевски К. Феноменологическая и статистическая термодинамика: Краткий курс лекций / Пер. с польск. под. ред. Л. А. Серафимова. — М. : Мир, 1973. — 168 с.
• Зоммерфельд А. Термодинамика и статистическая физика / Пер. с нем. — М. : Изд-во иностр. лит-ры, 1955. — 480 с.
• Клаузиус Р. Механическая теория тепла // Второе начало термодинамики. — М.—Л.: Гостехиздат, 1934, с. 70—158.
• Физика. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1998. — 741 с..
• Белоконь Н. И. Термодинамика. — М. : Госэнергоиздат, 1954.
• Белоконь Н. И. Основные принципы термодинамики. — М. : Недра, 1968.
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2005. — ISBN 5-9221-0601-5.
• Базаров И. П. Термодинамика. — М. : Высшая школа, 1991. — ISBN 5-06-000626-3.

Посилання

• Температура; Температурн? шкали // Ун?версальний словник-енциклопед?я. — 4-те вид. — К. : Теза, 2006.