Отваря главното меню

Промени

м
се явява ---> е; козметични промени
 
=== Определение на температура в термодинамиката ===
Температурата е една от основните величини, изучавани в областта на [[термодинамика]]та, която е част от физиката, но има отношение и към химията и биологията. Изучава се връзката между [[топлина]] и [[Механична работа (физика)|работа]] с помощта на специална скала на температурата, наречена абсолютната температурна скала. Тя е въведена от лорд Келвин и започва от нула [[Градус Целзий|градусградуса]]а (няма отрицателна температура). В термодинамични условия, температурата е микроскопична и интензивно променяща се величина, тъй като е независима от по-голямата част от елементарните частици, съдържащи се вътре, независимо дали са атоми или молекули. Всяка система в термодинамично равновесие има определена температура. Когато две системи с еднаква температура са в контакт, системите остават в равновесие, но когато температурите на системите са различни, в тях започват процеси, които продължават до установяване на равновесие. Реалните системи в света често не са в термодинамично равновесие и не са хомогенни. За проучване на методите на класическата необратимост в термодинамиката, тялото обикновено е пространствено и времево разделено концептуално в съобразени клетки с малки размери.
 
==== Температура на тела в термодинамично равновесие ====
Ако температурата на едно тяло е по-висока отколкото тази на околната среда, то излъчва, ако е по-малка, поглъща. Частни случаи на закона на Планк са законите на закон на [[Стефан-Болцман]] и [[закон на Вин|Вин]].
 
С изключение на случая, когато една система претърпява фазов преход, като например топене на лед, когато една затворена система получава топлина, без промяна в [[обем]]а и без промяна на външните сили, действащи върху нея, температурата и&#768;ѝ се повишава. За система, подложена на фазов преход бавно, така че отклонението от термодинамичното равновесие може да се пренебрегне, температурата остава постоянна, тъй като системата е снабдена с латентна топлина. Обратно, загубата на топлина от една затворена система, без промяна на фазата, без промяна на обема и без промяна на външните сили, действащи върху нея, намалява температурата си<ref>Truesdell, C., Bharatha, S. (1977). ''The Concepts and Logic of Classical Thermodynamics as a Theory of Heat Engines, Rigorously Constructed upon the Foundation Laid by S. Carnot and F. Reech'', Springer, New York, ISBN 0-387-07971-8, page 20.</ref>.
 
==== Температура на тела в стабилно състояние, но не и в термодинамично равновесие ====
|publisher=Cambridge University Press
|page=73
}}</ref><ref>Kondepudi, D. (2008). ''Introduction to Modern Thermodynamics'', Wiley, Chichester, ISBN 978-0-470-01598-8, Section 32., pages 106 – 108.</ref>. Ако вътрешната енергия се разглежда като функция на обема и [[ентропия]]та на хомогенна система в термодинамично равновесие, термодинамичната абсолютна температура се явявае частна производна на вътрешната енергия по отношение на ентропията при постоянен обем. Неговата естествена начална производна или нулева точка е абсолютната нула, при която ентропията на всяка система е най-малка. Въпреки че това е най-ниската абсолютна температура, описана от модела, третият закон на термодинамиката постулира, че абсолютната нула не може да бъде достигната от никоя физична система.
 
=== Подход към температурата в статистическата механика ===
[[FileФайл:Translational motion.gif|thumbмини|ляво|300px|Брауново движение (хаотично топлинно движение на атоми или молекули)]]
Статистическата механика осигурява микроскопично тълкуване на температурата, въз основа на макроскопични системи, състоящи се от много частици, като молекули и йони от различни видове. Тя обяснява макроскопичните явления от гледна точка на механиката за молекулите и йоните и дава статистически оценки на съвместните им съединения.
 
 
== Температурни скали и мерни единици ==
[[КартинкаФайл:MonthlyMeanT.gif|мини|350п|Динамика на месечните средни температури на [[земя]]та]]
Голяма част от света използва скалата на Целзий (°C) за повечето измервания на температурата. Тя има същото постепенно мащабиране като скалата на Келвин, използвана от учените, но определя своя нулевата точка при 0 &nbsp;°C = 273,15 K около точката на замръзване на водата (при една атмосфера налягане). В САЩ използват скалата на Фаренхайт за общи цели, мащаб, при която водата замръзва при 32 &nbsp;°F и кипи при 212 &nbsp;°F (при една атмосфера налягане).
 
За практическите цели на научното измерване на температура, Международната система единици ([[SI]]) определя мащаба и единица за термодинамична температура с помощта на лесно възпроизведима температура на тройната точка на водата като втора отправна точка. Причината за този избор е, че за разлика от точката на замръзване и кипене, температурата на тройната точка на налягането е независима (тройната точка е фиксирана точка на двуизмерен парцел на налягане спрямо температурата). По исторически причини температура на тройната точка на водата се определя на 273,16 единици на измерваното увеличение, което е кръстено на Келвин в чест на шотландският физик, който пръв определил мащаба. Единица символ за келвин е К<ref>[http://temperatures.ru/pages/ponyatie_temperatury Понятие за температура и температурни скали]</ref>.
 
Абсолютната нула се дефинира като температура от точно 0 келвина, което е равно на -273,15 &nbsp;°C или -459,67 &nbsp;°F.
 
=== Келвин ===
Основната единица за температура в [[Международната система единици]] ([[SI]]) e [[келвин]]ът, една от седемте основни единици, и се означава с K. Един келвин представлява 1/273,16 част от термодинамичната температура на тройната точка на водата (това е точката, при която [[вода]]та, [[лед]]ът и водната пара съществуват в равновесие). Температурата 0 K или −273,15 &nbsp;°C се нарича [[абсолютна нула]] и съответства на точката, в която молекулите и атомите имат възможно най-малката топлинна енергия и топлинното движение престава в класическото описание на термодинамиката.<ref>[http://temperatures.ru/kelvin/kelvin.php?page=2 Разработка нового определения кельвина]</ref>
 
Скалата на Келвин е кръстена на инженера и физика [[Уилям Томсън]], 1-ви барон Келвин (1824 – 1907), който пише за необходимостта от „''абсолютна термометрична скала''“. Докато деленията на температурните скали Фаренхайт и Целзий се наричат „градуси“, деленията на скалата на Келвин са просто „келвини“ и не се изписват със символа за градус (°). Келвинът се използва предимно във физичните науки. Важна температурна единица в теоретичната физика е [[температура на Планк|температурата на Планк]]:
 
=== Целзий ===
Във всекидневния живот най-удобна, най-разпространена и най-често използвана в света е скалата на Целзий (наречена на името на шведския астроном [[Андерс Целзий]], [[1701]] – [[1744]]). Тази скала е емпирична и по нея 0,01 &nbsp;°C е [[тройна точка|тройната точка]] на водата, а един градус е 1/273,16 част от температурната разлика между тройната точка на водата и [[абсолютна нула|абсолютната нула]]. Преди 1954 г. ска&#768;латаска̀лата е дефинирана с точката на замръзване на водата – 0 &nbsp;°C и точката и&#768;ѝ на кипене – 100 &nbsp;°C при [[атмосферно налягане]] от 1 [[атмосфера (единица)|атмосфера]] (на ниво [[морско равнище]]).
 
Температурна разлика от 1 &nbsp;°C по тази скала е равна на температурната разлика от 1 К, така че скалата по същество е еднаква с келвиновата скала, но е изместена с температурата, при която водата замръзва (273,15 K). Така че за превръщане на градусите по Целзий в келвини може да се използва уравнението:
: <math>t_C = t_K - 273,15</math>
 
=== Фаренхайт ===
В [[САЩ]] все още широко се използва скалата на [[Фаренхайт]] (наред с прехода към скалата на Целзий). По тази скала точката на замръзване на водата отговаря на 32 &nbsp;°F, а точката на кипене – на 212 &nbsp;°F. Връзката между скалите на Целзий и Фаренхайт се дава от формулите:
 
: <math>t_F = {9 \over 5}\cdot t_C + 32</math>
!style="background:#cccfff" |Описание
|-
|57,78 &nbsp;°C
|Най-високата измерена температура на въздуха
|-
|−91,2 &nbsp;°C
|Най-ниската измерена температура на въздуха
|-
|37 &nbsp;°C
|Нормална температура на човешкото тяло
|-
|29,76 &nbsp;°C
|Температура на топене на галия
|-
|20 &nbsp;°C
|Нормална стайна температура
|-
|3,97 &nbsp;°C
|Температура на максимална плътност на водата
|-
|0,01 &nbsp;°C
|Тройна точка на водата
|-
|0 &nbsp;°C
|Точка на замръзване на водата
|-
|−17,78 &nbsp;°C
|Нула по скалата на Фаренхайт
|-
|−38,83 &nbsp;°C
|Тройна точка на живака
|-
|}
Най-високата температура, създадена от човека, е около 10 трилиона K (която е сравнима с температурата на [[Вселена]]та в първата секунда от създаването и&#768;ѝ) и е постигната през 2010 г. при сблъсъка на оловни йони, ускорени почти до [[скорост на светлината|скоростта на светлината]]. Експериментът е проведен с [[Голям адронен ускорител|Големия адронен ускорител]].<ref>[http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-11711228 BBC News – Large Hadron Collider (LHC) generates a 'mini-Big Bang'<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>
 
Най-високата теоретично възможна температура е температурата на Планк. По-висока от тази температура не може да съществува, тъй като допълнително внесена енергия в система, нагрята до такава температура не повишава скоростта на частиците, а само генерира нови частици при сблъсъци, като броят на частиците в системата расте (всички субатомни частици се разпадат) а с това расте и масата на системата. Може да се предположи, че това е температурата на „кипене“ на физическия вакуум. Тази температура е приблизително равна на 1,41679(11){{e|32}} К.
 
=== Сравнение на някои температури в различни температурни скали ===
Нормалната средна температура на човешкото тяло е 36,6 &nbsp;°C ±0,7 &nbsp;°C, или 98,2 &nbsp;°F ±1,3 &nbsp;°F. Точното преобразуване на 98,6 &nbsp;°F е прието в [[Германия]] през 19 век да съответства на 37 &nbsp;°C. Въпреки това това значение не влиза в диапазона на нормалната средна температура на човешкото тяло, тъй като температурата на различните части е различна<ref>[http://hypertextbook.com/facts/LenaWong.shtml Temperature of a Healthy Human (Body Temperature)]</ref>.
 
Някои стойности в долната таблица са закръглени или приблизителни.