Temperatură

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Temperatura este proprietatea fizică a unui sistem, prin care se constată dacă este mai cald sau mai rece. Astfel, materialul cu o temperatură mai ridicată este mai cald, iar cel cu o temperatură joasă mai rece. Ea indică viteza cu care atomii ce alcătuiesc o substanță care se mișcă, în cazul încălzirii viteza lor crescând. Oamenii de știință afirmă că la o temperatură extrem de scăzută, numită zero absolut, atomii sau moleculele și-ar înceta mișcarea complet. Temperatura împreună cu lumina face parte din factorii ecologici.

Temperatura este un parametru fundamental de stare care caracterizează starea termică a unui corp, mai exact, starea de echilibru termodinamic. Condițiile stării de echilibru termodinamic sunt exprimate prin cele două postulate ale termodinamicii: -Primul postulat, denumit și principiul general al termodinamicii, se referă la faptul că un sistem izolat ajunge totdeauna, după un interval de timp, în starea de echilibru termodinamic și nu poate ieși, singur, de la sine, din această stare: Conform acestui postulat, dacă un sistem izolat este scos din starea de echilibru termodinamic, el va reveni la condițiile stării de echilibru după un interval de timp, numit timp de relaxare. -Al doilea postulat, numit și principiul zero al termodinamicii, precizează proprietățiile sistemului aflat în stare de echilibru termodinamic, prin două formulări echivalente:

  • Element în listă cu puncte orice mărime de stare a unui sistem aflat în condiții de echilibru termodinamic poate fi determinată în funcție de parametrii de stare externi ai sistemului și de o mărime ce caracterizează starea interioară a sistemului, numită temperatură
  • Element în listă cu puncte două sisteme termodinamice aflate în echilibru termic cu un al treilea sistem, se găsesc în echilibru între ele.

Temperatura empirică[modificare | modificare sursă]

Experimental se constată că dacă două sisteme termodinamice A și B sunt puse în contact termic (între ele este posibil un schimb de căldură) atunci sistemele ori rămân mai departe în starea de echilibru termodinamic inițial, ori stările de echilibru ale sistemelor sunt perturbate, iar după un anumit timp, în urma schimbului de căldură, se stabilește o altă stare de echilibru termodinamic pentru sistemele A si B. Dacă punem apoi sistemul compus (A+B) în contact termic cu un al treilea sistem C, fie că echilibrul stabilit între sistemele A și B nu se modifică, fie că acest echilibru este perturbat și după un anumit timp toate cele trei sisteme trec într-o nouă stare de echilibru termodinamic. Astfel este pusă în evidență proprietatea de tranzitivitate a echilibrului termodinamic. Starea de echilibru termodinamic a unui sistem este determinată de parametrii externi și de o mărime θ numită temperatură empirică, ce caracterizează starea internă a sistemului. Se spune ca temperatura este un parametru de stare al sistemului. Temperatura este o mărime scalară.

Temperatura empirică la echilibru este aceeași pentru toate sistemele aflate în contact termic și rămâne neschimbată după întreruperea contactului termic. Proprietatea de tranzivitate a echilibrului termic permite compararea valorilor parametrului θ pentru diferite sisteme folosind un alt corp ca intermediar. Prin urmare, dacă două sisteme puse în contact nu-și schimbă starile termodinamice inițiale, cele două sisteme sunt caracterizate de aceeași temperatură empirică θ, iar dacă stările inițiale se schimbă, atunci cele două corpuri au temperaturi empirice diferite.

Unități de măsură[modificare | modificare sursă]

Formule pentru transformarea temperaturii exprimată în grade Celsius
Convertire din în Formulă
Celsius Fahrenheit °F = °C × 1,8 + 32
Fahrenheit Celsius °C = (°F – 32) / 1,8
Celsius Kelvin K = °C + 273,15
kelvin Celsius °C = K – 273,15

Unitatea de măsură în Sistemul Internațional (SI) este kelvinul (K).

Temperatura 0 K este cea numită zero absolut și este punctul în care moleculele și atomii au cea mai mică energie termică. De obicei se folosesc două scări de temperatură, scara Celsius, cu precădere în țările europene și scara Fahrenheit, în Statele Unite. Acestea se definesc cu ajutorul scării Kelvin care constituie scara fundamentală a temperaturilor în știință și tehnică.

Un grad Celsius reprezintă a 1/273,16-a parte din intervalul cuprins între punctul triplu al apei (0,01 °C) și punctul de zero absolut (-273,15 °C), la presiune normală. Raportul de conversiune:

T(°C)=T(K) - 273,15
T(°F) = 9/5 T(K) - 459,67

Exemple de temperaturi în kelvini[modificare | modificare sursă]

Reacție termonucleară cu carbon 5× 108
Reacție termonucleară cu heliu 108
Soare în interior 107
Coroana solară 106
Nebuloase vizibile 104
Suprafața Soarelui 6× 103
Punctul de topire al wolframului 3,6× 103
Punctul de topire al plumbului 6 × 102
Punctul de înghețare al apei 2,7× 102
Punctul de fierbere al oxigenului (1 atm) 9× 10
Punctul de fierbere al hidrogenului (1 atm) 2× 10
Punctul de fierbere al heliului (1 atm) 4,2

Terminologie legată de temperatură[modificare | modificare sursă]

Mărimi folosite în domeniul termic și definițiile lor [1]
Termen Definiție
Sistem macroscopic Porțiune din spațiu mărginită de o suprafață bine definită, reală sau convențională, compusă din corpuri aflate în interdependență
Fază Orice parte omogenă a unui sistem macroscopic
Transformare de fază Trecerea unui sistem termodinamic dintr-o fază în alta prin modificarea stării sale
Temperatură termodinamică Mărime fizică cu caracter universal, care exprimă starea mișcării interne a unui sistem termodinamic
Temperatură Celsius Diferența dintre temperatura termodinamică T și temperatura termodinamică T0 (prin convenție T0 = 273,15 K)
Diferență de temperaturi Diferența dintre două valori ale temperaturii unui sistem
Scară de temperatură Ansamblu de valori ale temperaturii, stabilite prin prescripții tehnice și acceptate prin convenție
Scară termodinamică de temperatură Scară de temperatură bazată pe principiul al doilea al termodinamicii, definită de relația:
\frac {Q_1}{Q_2} = \frac {T_1}{T_2}

în care Q1 și Q2 sunt cantități de căldură schimbate de un sistem termodinamic cu două surse de căldură aflate la temperaturi T1 și T2

Scară internațională practică de temperatură (SIPT) Scară de temperatură bazată pe o serie de puncte fixe de solidificare și fierbere ale unor substanțe pure și pe utilizarea unor mijloace de măsurare și a unor formule de interpolare definite
Puncte fixe de definire valori constante și reproductibile ale temperaturii termodinamice corespunzătoare echilibrului dintre diferite faze
Câmp de temperaturi Totalitatea valorilor temperaturii într-un întreg spațiu, considerat la un moment de timp oarecare
Punct triplu Punctul caracteristic corespunzător stării termodinamice în care un sistem macroscopic se poate găsi simultan în echilibru, în fază solidă, lichidă și gazoasă
Suprafață izotermă Suprafața definită prin totalitatea punctelor din spațiu care au o anumită temperatură la un moment dat


Definiția se referă la situația în care capacitatea termică a sistemului nu variază cu temperatura, de exemplu în cazul gazului perfect.

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ STAS 1647-85 Căldură. Terminologie și simboluri.

Legături externe[modificare | modificare sursă]

Vezi și[modificare | modificare sursă]

Date meteorologice și variabile

Convecție | Energie potențială de convecție disponibilă | Inhibare de convecție | Fulger | Ninsoare | Nori | Precipitații | Ploaie | Presiune atmosferică | Punct de condensare | Punct de rouă | Scara Beaufort | Temperatură | Temperatură aparentă | Temperatură potențială | Temperatură potențială echivalentă | Temperatura suprafeței mării | Trăsnet | Umiditate Vapori de apă | Vânt | Vizibilitate | Vorticitate | Zăpadă |