Температура

Температура

Повторюємо поняття

• Довільна система тіл самовільно переходить до стану теплової (термодинамічної) рівноваги. У цьому стані параметри зберігаються довільно довго. Ізольована система тіл не може сама собою вийти із стану рівноваги.  ( 0-ве начало термодинаміки)

У всіх частин ізольованої системи, що перебуває у тепловій рівновазі, температура є однаковою.

• Температура характеризує: 

- ступінь нагрітості тіл; 

- напрям теплообміну між тілами; 

- середню швидкість руху молекул.

• Виміряти температуру тіла – привести його до теплової рівноваги з термометром.

• Температуру вимірюють: 

- у градусах Цельсія [t] = °C; 

- у градусах Кельвіна [T] = K; 

- у градусах Фаренгейта [t] = °F.

• Температура – поняття статистичне. Воно застосовне для великої кількості частинок та є невизначеним для однієї, двох або декількох молекул (частинок). Поняття температури незастосовне для вакууму, міжзоряного простору та нерівноважних систем.

• Температура є мірою середньої кінетичної енергії теплового руху молекул. (фізичний зміст температури)

<mv²/2> = 3kT/2

<E> = 3kT/2

• Найменша можлива температура Т_min = 0K. При цій температурі припиняється поступальний рух молекул, але залишається коливальний (доводить квантова фізика).

Якісні задачі

1.Чи має зміст вислів: «Температура в тіні 25°С, а на сонці 40°С»?

Відповідь. Ні. Термометр «у тіні» показує температуру повітря. Термометр «на сонці» покаже температуру резервуара зі ртуттю, котра залежить від його здатності поглинати енергію випромінювання. Два різні термометри (наприклад, термометр із затемненим і термометр із блискучим резервуарами), «на сонці» будуть показувати різну температуру, чого не буває з термометрами, встановленими в тіні.

2. Нормальна температура тіла людини 36,6°C. Чому людині не холодно при 25°C, дуже жарко при 37°C і прохолодно у воді, температура якої 25°C?

Відповідь. Відомо, що тіло людини неперервно виділяє теплоту, котра віддається оточуючому середовищу. При температурі повітря 37°C процес тепловіддачі відчутно сповільнюється, і в тілі людини накопичується надлишкова енергія. У воді прохолодніше при 25°C ніж у повітрі, оскільки теплопровідність води є вищою за теплопровідність повітря.

3. Дано три однакові мідні куби з відповідними температурами 200°C, 0°C, 0°C. Чи можливо лише за допомогою теплообміну між ними охолодити перший куб до 50°C, а інші нагріти до 75°C? Теплові втрати відсутні.

Відповідь. Так; за три етапи.

Доцільно прочитати:

• 1.Як виростити кристал?
• 2. Атмосферний тиск.
• 3. Нагріти, щоб швидше охолодити.
• 4. Реактивний рух.
• 5. Начала термодинаміки.