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

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 целы маюць аднолькавую тэмпэратуру, то паміж імі не адбываецца перадачы кінэтычнай энэргіі часьціц (цеплыні). Калі існуе розьніца тэмпэратур, то цеплыня пераходзіць ад цела з больш высокай тэмпэратурай да цела зь 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 энэргіі, што фармальна адпавядае адмоўнай абсалютнай тэмпэратуры. Аднак такія станы знаходзяцца не «ніжэй за абсалютны нуль», а «вышэй за бясконцасьць», паколькі пры кантакце такой сыстэмы зь целам, якое валодае дадатнай тэмпэратурай, энэргія перадаецца ад сыстэмы да цела, а не наадварот (падрабязьней гл. квантавая тэрмадынаміка).

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

Вымярэньне тэмпэратуры рэдагаваць

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

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

З таго, што тэмпэратура — гэта кінэтычная энэргія малекул, ясна, што найболей натуральна вымяраць яе ў энэргетычных адзінках (г. зн. 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

У тэрмадынаміцы выкарыстоўваецца шкала Кельвіна, у якой тэмпэратура адлічваецца ад абсалютнага нуля (стан, які адпавядае мінімальнай тэарэтычна магчымай унутранай энэргіі цела), а адзін кельвін роўны 1/273,16 адлегласьці ад абсалютнага нуля да патроенага пункту 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

У побыце выкарыстоўваецца шкала Цэльсія, у якой за 0 прымаюць пункт замярзаньня вады, а за 100° пункт 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 — адмысловы пункт для мэтэаралёгіі, паколькі замярзаньне атмасфэрнай вады істотна ўсё зьмяняе.

Шкала Фарэнгайта рэдагаваць

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 пункт 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

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

Адзінка — градус Рэамюра (°R), 1 °R роўны 1/80 часткі тэмпэратурнага інтэрвалу паміж апорнымі пунктамі — 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 ў Францыі, на радзіме аўтара.

Электронвольт рэдагаваць

У ядзернай фізыцы, асабліва пры вывучэньні тэрмаядзерных рэакцыяў, часам выкарыстоўваецца энэргетычная 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

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

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

Вонкавыя спасылкі рэдагаваць

  Тэмпэратурасховішча мультымэдыйных матэрыялаў