Temperatura

Izvor: Wikipedija

Temperatura je toplinsko stanje neke tvari i jedna od osnovnih veličina u termodinamici. Ona ovisi o tome koliko topline sadrži neko tijelo određene mase i tlaka. Temperatura ne može prelaziti s tijela na tijelo, nego prelazi toplina, a temperature se izjednačavaju.

[uredi] Definicija temperature

Temperatura se definira u okviru kinetičke teorija plinova, pri razmatranju monoatomnog idealnog plina. U takvom plinu, koji se nalazi u termodinamičkoj ravnoteži, srednja kinetička energija <Ek> čestica u sustavu centra mase ne ovisi o vrsti plina i iznosi:

<E_k>=\frac{3}{2}k_B T

Gdje je kB Boltzmannova konstanta, a T je temperatura izražena u stupnjevima Kelvina. Ovaj izraz odnosi se sustav sa tri prostorne dimenizije (tri stupnja slobode), pa je srednja kinetička energija za svaki pojedini smjer:

<E_k>=\frac{1}{2}k_B T

Dakle, temperatura je mjera za srednju energiju mnoštva čestica koje se nalaze u termodinamičkoj ravnoteži. Gore navedeni izraz ima općenitije značenje i naziva se teorem ekviparticije energije.

[uredi] Apsolutna termodinamička temperatura

Ova definicija temperature polazi od rada reverzibilnog toplinskog stroja, za koji je omjer količine topline i temperature konstantan:

Q = S \cdot T

Količina topline Qs koja je predana pri prelasku na jediničnu temperaturu od 1° definirana je kao:

Q_s = S \cdot 1 ^\circ

Dakle, definiramo temperaturu nekog objekta tako da odredimo kolika je količina topline koju će reverzibilni toplinski stroj apsorbirati pri prelasku sa mjerene temperature u stanje jedinične temperature. Ovo je univerzalna definicija temperature, stoga što je neovisna o materijalu (supstanci) i načinu rada toplinskog stroja, dokle god je toplinski stroj reverzibilan.

[uredi] Mjerne jedinice temperature

Postoji više mjernih jedinica za mjerenje temperature, u Europi temperaturu mjerimo u stupnjevima Celzijusa (°C), u Americi su uvriježeni Fahrenheiti, SI jedinica je Kelvin (K), dok najniža teoretski moguća temperatura iznosi 0 K ili -273.15 °C.

Formule za pretvaranje iz jedog sustava u drugi su:

K = °C + 273.15
°C = 5/9 · (°F - 32)

Tablica koja prikazuje neke često korištene temperature s vrijednostima izraženim raznim jedinicama:

Usporedba temperaturnih skala
Opis Kelvin Celsius Fahrenheit Rankine Delisle Newton Réaumur Rømer
Apsolutna nula 0 -273.15 -459.67 0 559.725 -90.14 -218.52 -135.90
Fahrenheitova mješavina leda i soli 255.37 -17.78 0 459.67 176.67 -5.87 -14.22 -1.83
Talište leda/ledište vode (pri normalnom tlaku) 273.15 0 32 491.67 150 0 0 7.5
Temperatura ljudskoga tijela 310.15 37 98.6 558.27 94.5 12.21 29.6 26.925
Vrelište vode 373.15 100 212 671.67 0 33 80 60
Talište Titanija 1941 1668 3034 3494 -2352 550 1334 883