1 Питання.

Температура.

Це величина, що характеризує стан термодинамічної рівноваги макросистеми. Якщо при встановленні теплового контакту між тілами одне з тіл передає енергію іншому за допомогою теплопередачі, то вважають, що перше тіло має більшу температуру, ніж друге.

Будь-який метод вимірювання температури вимагає встановлення температурної шкали. Для цього використовують деякі особливі точки. За міжнародною угодою температурну шкалу будують по одній реперній точці, так званій потрійній точці води (Tтр). В термодинамічній шкалі температур (шкалі Кельвіна) приймається по визначенню, що Tтр = 273,16 К.

При такому значенні Tтр інтервал між точками плавлення льоду і кипіння води практично рівний 100 кельвін, і температури цих точок рівні приблизно 273,15 і 373,15 К. Нагадаємо, 1 К = 1°С. Температура t за шкалою Цельсія пов'язана з температурою за шкалою Кельвіна рівністю t=T- 273,15.

Температуру Т = 0 називають абсолютним нулем, йому відповідає t = - 273,15°С.

Температура - це одна з макроскопічних характеристик макросистеми. Вона не має сенсу для систем, що складаються з декількох молекул (втім, при певній домовленості умовно говорять про температуру навіть однієї частинки).

Фізичне значення температури T.

(1.31) де k - постійна Больцмана. k = R/N_A = 1.38 ∙ 10^-23 Дж/К

Формула чудова тим, що розкриває фізичне значення температури Т: температура Т виражає середню кінетичну енергію молекул.

Слід звернути увагу, що залежить тільки від Т, від маси ж молекул не залежить.

Замінивши в (1.30) його виразом (1.31), одержимо p = nkT (1.33)

де n - концентрація молекул. Це декілька інша форма рівняння стану ідеального газу. Формулу (1.33) можна, звичайно, одержати і відразу з рівняння pVm = RT, розділивши обидві частини на Vm і представивши R як kNA.

Температура в термодинаміці

Внутрішні параметри системи розділяються на інтенсивні і екстенсивні. Параметри не залежні від маси і числа частинок в системі, називаються інтенсивними ( тиск, температура і ін.) . Параметри пропорційні масі або числу частинок в системі, називаються аддитивними або екстенсивними ( енергія, ентропія і ін. ) . Екстенсивні параметри характеризують систему як ціле, тоді як інтенсивні можуть приймати певні значення в кожній точці системи .

Нульовий початок термодинаміки сформульований всього біля 50 років назад, по суті є отриманим «заднім числом» логічним виправданням для введення поняття температури фізичних тіл . Температура - одне з найглибших понять термодинаміки . Температура грає таку ж важливу роль в термодинаміці, як, наприклад процеси. Вперше центральне місце у фізиці зайняв абсолютно абстрактне поняття ; воно прийшло на зміну введеному ще в часи Ньютона ( 17 вік) поняттю сили - на перший погляд конкретнішому і «відчутнішому» і до того ж успішно « математезированному» Ньютоном.

Температу́ра (від лат. temperatura — належне змішування, нормальний стан) — фізична величина, яка окреслює здатність макроскопічної системи (тіла), що знаходиться в стані термодинамічної рівноваги, до теплопередачі.

Властивості

В стані рівноваги температура має однакове значення для всіх макроскопічних частин системи. Якщо в системі два тіла мають однакову температуру, то між ними не відбувається передачі кінетичної енергії часток (тепла). Якщо існує різниця температур, то тепло переходить від тіла з вищою температурою до тіла з нижчою.

Температура пов'язана також із суб'єктивним сприйняттям «тепла» і «холоду».

Температура також відіграє важливу роль у багатьох галузях науки, включаючи фізику, хімію і біологію.

Для вимірювання температури вибирається певний термодинамічний параметр термометричної речовини. Вимірювання цього параметра однозначно пов'язується із зміною температури.

Визначення температури в статистичній механіці

В статистичній механіці температура визначається за формулою

, де S - ентропія, E - енергія термодинамічної системи. Введена таким чином величина T є однаковою для різних тіл при термодинамічній рівновазі. При контакті двох тіл тіло з більшим значенням T віддаватиме енергію іншому.