Ang bawat tao ay nahaharap sa konsepto ng temperatura araw-araw. Ang termino ay matatag na pumasok sa ating pang-araw-araw na buhay: nagpapainit tayo ng pagkain sa microwave o nagluluto ng pagkain sa oven, interesado tayo sa lagay ng panahon sa labas o alamin kung malamig ang tubig sa ilog - lahat ng ito ay malapit na nauugnay sa konseptong ito. At ano ang temperatura, ano ang ibig sabihin ng pisikal na parameter na ito, sa anong paraan ito sinusukat? Sasagutin namin ito at ang iba pang mga tanong sa artikulo.
Pisikal na dami
Ating isaalang-alang kung ano ang temperatura mula sa punto ng view ng isang nakahiwalay na sistema sa thermodynamic equilibrium. Ang termino ay nagmula sa wikang Latin at nangangahulugang "wastong paghahalo", "normal na estado", "proporsyonalidad". Ang halagang ito ay nagpapakilala sa estado ng thermodynamic equilibrium ng anumang macroscopic system. Sa kaso kapag ang isang nakahiwalay na sistema ay wala sa ekwilibriyo, sa paglipas ng panahon ay may paglipat ng enerhiya mula sa mas pinainit na mga bagay patungo sa hindi gaanong pinainit. Ang resulta ay isang equalization (pagbabago) ng temperatura sa buong system. Ito ang unang postulate (zero na prinsipyo) ng thermodynamics.
Tumutukoy ang temperaturapamamahagi ng mga constituent particle ng system sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya at bilis, ang antas ng ionization ng mga sangkap, ang mga katangian ng equilibrium electromagnetic radiation ng mga katawan, ang kabuuang volumetric density ng radiation. Dahil para sa isang system na nasa thermodynamic equilibrium, ang mga nakalistang parameter ay pantay, ang mga ito ay karaniwang tinatawag na temperatura ng system.
Plasma
Bukod sa mga equilibrium body, may mga sistema kung saan ang estado ay nailalarawan sa pamamagitan ng ilang mga halaga ng temperatura na hindi pantay sa bawat isa. Ang plasma ay isang magandang halimbawa. Binubuo ito ng mga electron (light charged particles) at ions (heavy charged particles). Kapag sila ay nagbanggaan, ang enerhiya ay mabilis na inililipat mula sa elektron patungo sa elektron at mula sa ion patungo sa ion. Ngunit sa pagitan ng mga heterogenous na elemento ay may mabagal na paglipat. Ang plasma ay maaaring nasa isang estado kung saan ang mga electron at ion ay isa-isang malapit sa ekwilibriyo. Sa kasong ito, maaaring kunin ang mga hiwalay na temperatura para sa bawat uri ng mga particle. Gayunpaman, mag-iiba ang mga parameter na ito sa isa't isa.
Magnets
Sa mga katawan kung saan ang mga particle ay may magnetic moment, ang paglipat ng enerhiya ay kadalasang nangyayari nang mabagal: mula sa translational hanggang sa magnetic degrees ng kalayaan, na nauugnay sa posibilidad na baguhin ang mga direksyon ng sandali. Ito ay lumalabas na may mga estado kung saan ang katawan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang temperatura na hindi nag-tutugma sa kinetic parameter. Ito ay tumutugma sa translational motion ng elementary particles. Tinutukoy ng magnetic temperature ang bahagi ng panloob na enerhiya. Maaari itong maging positibo onegatibo. Sa panahon ng proseso ng pag-align, ang enerhiya ay ililipat mula sa mga particle na may mas mataas na halaga patungo sa mga particle na may mas mababang halaga ng temperatura kung pareho silang positibo o negatibo. Kung hindi, magpapatuloy ang prosesong ito sa kabilang direksyon - ang negatibong temperatura ay magiging "mas mataas" kaysa sa positibo.
Bakit kailangan ito?
Ang kabalintunaan ay nakasalalay sa katotohanan na ang karaniwang tao, upang maisagawa ang proseso ng pagsukat kapwa sa pang-araw-araw na buhay at sa industriya, ay hindi na kailangang malaman kung ano ang temperatura. Sapat na para sa kanya na maunawaan na ito ang antas ng pag-init ng isang bagay o kapaligiran, lalo na dahil pamilyar tayo sa mga terminong ito mula pagkabata. Sa katunayan, karamihan sa mga praktikal na aparato na idinisenyo upang sukatin ang parameter na ito ay aktwal na sumusukat sa iba pang mga katangian ng mga sangkap na nagbabago sa antas ng pag-init o paglamig. Halimbawa, ang pressure, electrical resistance, volume, atbp. Dagdag pa, ang mga naturang pagbabasa ay manu-mano o awtomatikong kino-convert sa nais na halaga.
Lumalabas na para matukoy ang temperatura, hindi na kailangang mag-aral ng pisika. Karamihan sa populasyon ng ating planeta ay nabubuhay ayon sa prinsipyong ito. Kung naka-on ang TV, hindi na kailangang maunawaan ang mga lumilipas na proseso ng mga semiconductor device, pag-aralan kung saan nagmumula ang kuryente sa outlet o kung paano dumarating ang signal sa satellite dish. Sanay na ang mga tao sa katotohanan na sa bawat larangan ay may mga espesyalista na kayang ayusin o i-debug ang system. Ayaw pilitin ng layko ang utak, dahil saan ba mas masarap manood ng soap opera o football sa "kahon" habang humihigop.malamig na beer.
Gusto kong malaman
Ngunit may mga tao, kadalasang mga mag-aaral, na, sa lawak man ng kanilang pagkamausisa o dahil sa pangangailangan, ay napipilitang mag-aral ng pisika at matukoy kung ano talaga ang temperatura. Bilang resulta, sa kanilang paghahanap ay nahuhulog sila sa kagubatan ng thermodynamics at pinag-aaralan ang mga zero, una at pangalawang batas nito. Bilang karagdagan, ang isang matanong na isip ay kailangang maunawaan ang mga siklo ng Carnot at entropy. At sa pagtatapos ng kanyang paglalakbay, tiyak na aaminin niya na ang kahulugan ng temperatura bilang isang parameter ng isang nababaligtad na thermal system, na hindi nakasalalay sa uri ng gumaganang sangkap, ay hindi magdaragdag ng kalinawan sa pakiramdam ng konseptong ito. At gayunpaman, ang nakikitang bahagi ay ilang degree na tinatanggap ng internasyonal na sistema ng mga yunit (SI).
Temperatura bilang kinetic energy
Mas "nasasalat" ang diskarte na tinatawag na molecular-kinetic theory. Binubuo nito ang ideya na ang init ay itinuturing na isa sa mga anyo ng enerhiya. Halimbawa, ang kinetic energy ng mga molecule at atoms, isang parameter na na-average sa isang malaking bilang ng mga random na gumagalaw na particle, ay lumalabas na isang sukatan ng kung ano ang karaniwang tinatawag na temperatura ng isang katawan. Kaya, ang mga particle ng isang heated system ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa malamig.
Dahil ang terminong isinasaalang-alang ay malapit na nauugnay sa average na kinetic energy ng isang grupo ng mga particle, magiging natural na gamitin ang joule bilang isang yunit ng temperatura. Gayunpaman, hindi ito nangyayari, na ipinaliwanag ng katotohanan na ang enerhiya ng thermal motion ng elementaryaAng mga particle ay napakaliit na may kaugnayan sa joule. Samakatuwid, ang paggamit nito ay hindi maginhawa. Ang thermal motion ay sinusukat sa mga unit na hinango mula sa joules sa pamamagitan ng espesyal na conversion factor.
Mga unit ng temperatura
Ngayon, tatlong pangunahing unit ang ginagamit upang ipakita ang parameter na ito. Sa ating bansa, ang temperatura ay karaniwang sinusukat sa degrees Celsius. Ang yunit ng pagsukat na ito ay batay sa nagyeyelong punto ng tubig - isang ganap na halaga. Siya ang panimulang punto. Iyon ay, ang temperatura ng tubig kung saan nagsisimulang mabuo ang yelo ay zero. Sa kasong ito, ang tubig ay nagsisilbing isang huwarang panukala. Ang convention na ito ay pinagtibay para sa kaginhawahan. Ang pangalawang ganap na halaga ay ang temperatura ng singaw, iyon ay, ang sandali kapag ang tubig ay nagbabago mula sa isang likidong estado patungo sa isang estado ng gas.
Ang susunod na unit ay si Kelvin. Ang reference point ng system na ito ay itinuturing na ang punto ng absolute zero. Kaya, ang isang degree na Kelvin ay katumbas ng isang degree na Celsius. Ang pagkakaiba ay simula pa lamang ng countdown. Nakukuha namin na ang zero sa Kelvin ay magiging katumbas ng minus 273.16 degrees Celsius. Noong 1954, sa General Conference on Weights and Measures, napagpasyahan na palitan ang terminong "degree Kelvin" para sa unit ng temperatura ng "kelvin".
Ang ikatlong karaniwang yunit ng sukat ay Fahrenheit. Hanggang 1960, malawakang ginagamit ang mga ito sa lahat ng bansang nagsasalita ng Ingles. Gayunpaman, ngayon sa pang-araw-araw na buhay sa Estados Unidos ay ginagamit ang yunit na ito. Ang sistema ay pangunahing naiiba sa mga inilarawan sa itaas. Kinuha bilang panimulang puntonagyeyelong punto ng pinaghalong asin, ammonia at tubig sa isang ratio na 1:1:1. Kaya, sa Fahrenheit scale, ang nagyeyelong punto ng tubig ay plus 32 degrees, at ang kumukulo ay plus 212 degrees. Sa sistemang ito, ang isang degree ay katumbas ng 1/180 ng pagkakaiba sa pagitan ng mga temperaturang ito. Kaya, ang saklaw mula 0 hanggang +100 degrees Fahrenheit ay tumutugma sa hanay mula -18 hanggang +38 Celsius.
Absolute zero temperature
Ating unawain kung ano ang ibig sabihin ng parameter na ito. Ang absolute zero ay ang limitasyon ng temperatura kung saan ang presyon ng isang perpektong gas ay naglalaho sa isang nakapirming volume. Ito ang pinakamababang halaga sa kalikasan. Tulad ng hinulaang ni Mikhailo Lomonosov, "ito ang pinakamalaki o huling antas ng lamig." Ang batas ng kemikal ni Avogadro ay sumusunod dito: ang pantay na dami ng mga gas sa parehong temperatura at presyon ay naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula. Ano ang kasunod nito? Mayroong pinakamababang temperatura ng isang gas kung saan nawawala ang presyon o dami nito. Ang absolute value na ito ay tumutugma sa zero Kelvin, o 273 degrees Celsius.
Ilang kawili-wiling katotohanan tungkol sa solar system
Ang temperatura sa ibabaw ng Araw ay umabot sa 5700 Kelvin, at sa gitna ng core - 15 milyong Kelvin. Ang mga planeta ng solar system ay ibang-iba sa bawat isa sa mga tuntunin ng antas ng pag-init. Kaya, ang temperatura ng core ng ating Earth ay halos kapareho ng sa ibabaw ng Araw. Ang Jupiter ay itinuturing na pinakamainit na planeta. Ang temperatura sa gitna ng core nito ay limang beses na mas mataas kaysa sa ibabaw ng Araw. At narito ang pinakamababang halaga ng parameternaitala sa ibabaw ng buwan - ito ay 30 kelvins lamang. Ang halagang ito ay mas mababa pa kaysa sa ibabaw ng Pluto.
Earth Facts
1. Ang pinakamataas na temperatura na naitala ng isang tao ay 4 billion degrees Celsius. Ang halagang ito ay 250 beses na mas mataas kaysa sa temperatura ng core ng Araw. Ang rekord ay itinakda ng New York Brookhaven Natural Laboratory sa ion collider, na humigit-kumulang 4 na kilometro ang haba.
2. Ang temperatura sa ating planeta ay hindi rin palaging perpekto at komportable. Halimbawa, sa lungsod ng Verkhnoyansk sa Yakutia, ang temperatura sa taglamig ay bumaba sa minus 45 degrees Celsius. Ngunit sa Ethiopian city ng Dallol, ang sitwasyon ay nabaligtad. Doon, ang average na taunang temperatura ay plus 34 degrees.
3. Ang pinakamatinding kondisyon kung saan nagtatrabaho ang mga tao ay naitala sa mga minahan ng ginto sa South Africa. Nagtatrabaho ang mga minero sa lalim na tatlong kilometro sa temperaturang plus 65 degrees Celsius.
