ТЕМПЕРАТУРА И НЕЙНОТО ИЗМЕРВАНЕ.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ ГАЗОВИ ЗАКОНИ.

1. Топлинно равновесие. температура.

температура- Това физическо количествохарактеризиращи степента на нагряване на тялото. Ако се доведат до контакт две тела с различни температури, тогава, както показва опитът, по-нагрятото тяло ще се охлади, а по-малко нагрятото тяло ще се нагрее, т.е. продължава топлообменПренос на енергия от по-горещо тяло към по-студено без извършване на работа.

Енергията, предадена по време на топлообмен, се нарича количество топлина.

Известно време след контакта на телата те придобиват същата степен на нагряване, т.е. дойде в състояние топлинно равновесие.

Топлинно равновесие- това е такова състояние на системата от тела в топлинен контакт, при което не се извършва топлообмен и всички макропараметри на телата остават непроменени, ако външни условияне се променят.

В този случай два параметъра - обем и налягане - могат да бъдат различни за различните тела на системата, а третият, температура, в случай на топлинно равновесие е еднакъв за всички тела на системата. Това е основата за определяне на температурата.

Физически параметър, който е еднакъв за всички тела на системата в състояние на топлинно равновесие, се нарича температуратази система.

Например системата се състои от два съда с газ. Нека ги свържем. Обемът и налягането на газа в тях могат да бъдат различни, а температурата в резултат на пренос на топлина ще стане същата.

2. Измерване на температура.

За измерване на температурата се използват физически инструменти - термометри, в които стойността на температурата се оценява чрез промяна на всеки параметър.

За да създадете термометър, трябва:

Изберете термометрично вещество, чиито параметри (характеристики) се променят с температурата (например живак, алкохол и др.);

Изберете термометрична стойност, т.е. стойност, която се променя с температурата (например височината на живачен или алкохолен стълб, стойността на електрическото съпротивление и др.);

Калибрирайте термометъра, т.е. Създайте скала за измерване на температурата. За да направите това, термометричното тяло се поставя в топлинен контакт с тела, чиито температури са постоянни. Например, когато се конструира скалата на Целзий, температурата на смес от вода и лед в състояние на топене се приема за 0 ° C, а температурата на смес от водна пара и вода в състояние на кипене при налягане от 1 атм. - за 1000C. И в двата случая се отбелязва позицията на колоната с течност, след което разстоянието между получените знаци се разделя на 100 деления.

При измерване на температурата термометърът се поставя в топлинен контакт с тялото, чиято температура се измерва, и след установяване на топлинно равновесие (показанията на термометъра спират да се променят) се отчита показанието на термометъра.

3.Експериментални газови закони.

Параметрите, описващи състоянието на системата, са взаимозависими. Трудно е да се установи зависимостта на три параметъра един от друг наведнъж, така че нека опростим малко задачата. Разгледайте процесите, в които

а) количеството материя (или маса) е постоянно, т.е. ν=const (m=const);

б) стойността на един от параметрите е фиксирана, т.е. Налягането, обемът или температурата са постоянни.

Такива процеси се наричат изопроцеси.

1).изотермичен процес,тези. процес, който протича със същото количество вещество при постоянна температура.

Изследван от Бойл (1662) и Мариот (1676).

Опростената схема на експериментите е следната. Нека разгледаме съд с газ, затворен с подвижно бутало, върху което са монтирани тежести за балансиране на налягането на газа.

Опитът показва, че произведението от налягането и обема на газ при постоянна температура е постоянна стойност. Това означава

PV= конст

Законът на Бойл-Мариот.

Обемът V на дадено количество газ ν при постоянна температура t0 е обратно пропорционален на неговото налягане, т.е. . .

Графики на изотермични процеси.

Графиката на налягането спрямо обема при постоянна температура се нарича изотерма. Колкото по-висока е температурата, толкова по-висока е изотермата на графиката.

2).изобарен процес,тези. Процес, който протича с едно и също количество вещество при постоянно налягане.

Изследван от Gay-Lussac (1802).

Опростената схема е следната. Съдът с газ се затваря с подвижно бутало, на което е монтирана тежест, която балансира налягането на газа. Газовият контейнер се нагрява.

Опитът показва, че когато газ се нагрява при постоянно налягане, обемът му се променя по следния закон: където V 0 е обемът на газа при температура t0 = 00C; V е обемът на газа при температура t0, α v е температурният коефициент на обемно разширение,

Законът на Гей-Люсак.

Обемът на дадено количество газ при постоянно налягане зависи линейно от температурата.

Графики на изобарни процеси.

Графиката на обема на газ спрямо температурата при постоянно налягане се нарича изобара.

Ако екстраполираме (продължим) изобарите към региона ниски температури, тогава всички те се събират в точка, съответстваща на температурата t0= - 2730C.

3).Изохоричен процес, т.е. Процес, който протича с едно и също количество вещество при постоянен обем.

Изследван от Чарлз (1802).

Опростената схема е следната. Съдът с газ се затваря с подвижно бутало, върху което са монтирани тежести за балансиране на налягането на газа. Съдът се нагрява.

Опитът показва, че когато газ се нагрява при постоянен обем, неговото налягане се променя по следния закон: където P 0 е обемът на газа при температура t0 = 00C; P е обемът на газа при температура t0, α p е температурният коефициент на налягане,

Законът на Чарлз.

Налягането на дадено количество газ при постоянен обем зависи линейно от температурата.

Графиката на налягането на газа спрямо температурата при постоянен обем се нарича изохора.

Ако екстраполираме (продължим) изохорите в областта на ниските температури, тогава всички те ще се сближат в точка, съответстваща на температурата t0= - 2730C.

4. Абсолютна термодинамична скала.

Английският учен Келвин предложи да се премести началото на температурната скала наляво до 2730 и да се нарече тази точка абсолютна нула. Скалата на новата скала е същата като тази на скалата по Целзий. Новата скала се нарича скала на Келвин или абсолютна термодинамична скала. Мерната единица е келвин.

Нула градуса по Целзий съответства на 273 К. Температурата по скалата на Келвин се обозначава с буквата Т.

T= T0 ° С+ 273

T0 ° С= T– 273

Новата скала се оказа по-удобна за записване на газовите закони.

температурата е:

температура ТЕМПЕРАТУРА-с; и.[лат. temperatura - правилно съотношение, нормално състояние] 1. Величина, която характеризира топлинното състояние на a тела, вещества. Умерено, средно Постоянна, стая Юли, лято Нощ, ден и т.н. Т. вода, въздух. Т. топене, кипене, някакъв вид замразяване. тяло. Т. в стаята. Т. Целзий, Фаренхайт. Т. под нулата. Колебания, температурни промени. Повишете или намалете температурата. Загрейте, донесете нещо. до някои температура. Следете температурата. 2. Степента на затопляне на човешкото тяло като индикатор за здравословното състояние. Високо, нормално, ниско Т. ранен. Удари някого. температура. Т. се издига. Т. галопира (разговорно). Пациентът е с четиридесет градуса. Измерете температурата с термометър, ръка, устни. 3. Разг.Повишената степен на телесна топлина като индикатор за лошо здраве. Детето има Няма температура. Отидете на работа с температура, работете с температура. ◁ Температура, -и; и. Омекотява.(3 цифри). Как е твоят т.?Температура, th, th. Т промени. Т. режим на електрическа пещ. Т-образна крива(графика на промените в цифровите температурни индикатори). Т. шев (технически;празнина, празнина между части от някои. дизайн, който прави безопасно разширяването на съседни части при повишаване на температурата). Т. лист(лист, съдържащ запис на дневната температура на пациента). * * * температура (от лат. temperatura - правилно смесване, нормално състояние), физична величина, която характеризира състоянието на термодинамично равновесие на системата. Температурата на всички части на изолирана система в равновесие е една и съща. Ако системата не е в равновесие, тогава се осъществява топлообмен между нейните части с различна температура. Тези тела имат по-висока температура, при която средната кинетична енергия на молекулите (атомите) е по-висока. Температурите се измерват с термометри въз основа на зависимостта на някакво свойство на тялото (обем, електрическо съпротивление и др.) от температурата. Теоретично температурата се определя въз основа на втория закон на термодинамиката като производна на енергията на тялото по отношение на неговата ентропия. Така определената температура винаги е положителна, т.нар абсолютна температураили температура по термодинамичната температурна скала (обозначена T). Единицата SI за абсолютна температура е келвин (K). Температурни стойности по Целзий ( T, °C) са свързани с абсолютната температура чрез отношението T = T - 273.15 K (1°C = 1°K). * * * ТЕМПЕРАТУРА ТЕМПЕРАТУРА (от лат. temperatura - правилно смесване, нормално състояние), физична величина, характеризираща състоянието на термодинамично равновесие на система. Температурата на всички части на изолирана система в равновесие е една и съща. Ако системата не е в равновесие, тогава се осъществява топлообмен между нейните части с различни температури ( см.ТОПЛООБМЕН). Тези тела имат по-висока температура, при която средната кинетична енергия на молекулите (атомите) е по-висока. Температурата се измерва с термометри въз основа на зависимостта на всяко свойство на тялото (обем, електрическо съпротивление и др.) От температурата. Теоретично температурата се определя въз основа на втория закон на термодинамиката ( см.ВТОРИ ПРОИЗХОД НА ТЕРМОДИНАМИКАТА) като производна на енергията на тялото по отношение на неговата ентропия. Така че определената температура винаги е положителна, тя се нарича абсолютна температура или температура на термодинамичната температурна скала ( см.ТЕРМОДИНАМИЧНА ТЕМПЕРАТУРНА СКАЛА) (означава се с Т). За единица абсолютна температура в SI ( см. SI (система от единици)) приема келвин (K). Температурни стойности по Целзий ( T, °C) са свързани с абсолютната температура чрез отношението T=T-273.15K (1°C=1K).

Енциклопедичен речник. 2009 г.

Концепцията за температура и температурни скали

Уреди за измерване на температура

Лекция №7

Безконтактни сензори за положение на механизми

Най-често срещаните безконтактни сензори за положение от следните типове: индуктивни, генераторни, магнито-тръстикови и фотоелектронни. Тези сензори нямат механичен контакт с движещ се обект, чиято позиция се контролира.

Безконтактните сензори за положение осигуряват висока скорост и висока честота на включване на механизма. Известен недостатък на тези сензори е зависимостта на тяхната точност от промените в захранващото напрежение и температурата. В зависимост от изискванията изходното устройство на тези устройства може да бъде както безконтактно логически елементи електрическо реле.

Във вериги за прецизно спиране на електрически задвижвания, сензорите за близост могат да се използват както за командване на преход към намалена скорост, така и за окончателно спиране.

Термодвойка

съпротивителен термометър

Пирометър

Температурата е величина, която характеризира топлинното състояние на тялото. Според кинетична теориятемпературата се определя като мярка за кинетичната енергия на постъпателното движение на молекулите. Следователно температурата се нарича условна статистическа величина, пряко пропорционална на средната кинетична енергия на молекулите на тялото.

„... мярката за температура не е самото движение, а произволността на това движение. Случайността на състоянието на тялото определя неговото температурно състояние и тази идея (която е разработена за първи път от Болцман), че определено топлинно състояние на тялото изобщо не се определя от енергията на движение, а от случайността на това движение , е новото понятие в описанието на топлинните явления, което трябва да използваме...” (П. Л. Капица)

В Международната система от единици (SI) термодинамичната температура е част от седем основни единици и се изразява в келвини. В състава на производните величини SI, които имат специално наименование, влиза температурата по Целзий, измерена в градуси по Целзий. В практиката често се използват градуси по Целзий поради историческата препратка към важните характеристики на водата – температурата на топене на леда (0°C) и точката на кипене (100°C).

t= T-T o (7.1),

където То =273.15 К;

t е температурата в градуси по Целзий;

T е температурата в Келвин.

Температурата, изразена в градуси по Целзий, се обозначава с "°C".

По отношение на размера на единицата за физична величина градусът по Целзий е равен на Келвин.

Температурата се измерва с помощта на измервателни уреди, които използват различни термометрични свойства на течности, газове и твърди вещества. Тези измервателни уреди включват:

Разширителни термометри;

Манометрични термометри;

Съпротивителни термометри с коефициенти или мостове;

Термодвойки с миливолтметри или потенциометри;

Радиационни пирометри.

Температурата се измерва чрез контактен (с помощта на съпротивителни термометри, манометрични термометри и термоелектрически термометри) и безконтактен (с помощта на пирометри) методи.

Трябва да се помни:

Най-високата точност на измерванията на температурата се постига с контактни методи за измерване;

Безконтактният метод се използва за измерване на високи температури, където е невъзможно измерването с контактни методи и не се изисква висока точност.

Системата за измерване на температура е комбинация от термометричен преобразувател (сензор) и вторичен измервателен уред.

Термометричен преобразувател - преобразувател за измерване на температура, предназначен да генерира сигнал за измервателна информация във форма, удобна за прехвърляне на по-нататъшна трансформация, обработка и (и) съхранение, но не подлежи на директно възприемане чрез наблюдение.

Термометричните преобразуватели включват:

Съпротивителни термометри;

Термоелектрически термометри (термодвойки);

Радиационен пирометър телескоп.

маса 1

термометрично свойство	Име на устройството	граници продължителна употреба, 0С
Нисък	Горен
топлинно разширение	Термометри от течно стъкло	-190
Промяна в налягането	Манометрични термометри	-160
Промяна в електрическото съпротивление	Електрически съпротивителни термометри	-200
Полупроводникови съпротивителни термометри	-90
Термоелектрични ефекти	Термоелектрически термометри (термодвойки) стандартизирани	-50
Термоелектрически термометри (термодвойки) специални
топлинно излъчване	Оптични пирометри
Радиационни пирометри
Фотоелектрични пирометри
Цветни пирометри

Вторично измервателно устройство - измервателен уред, който преобразува изходния сигнал на термометричния преобразувател в цифрова стойност.

Като вторични измервателни инструменти се използват коефициенти, мостове, миливолтметри, автоматични потенциометри.

Методи и технически средства за измерване на температура

1. Разширителни термометри и манометрични термометри

Термометри от течно стъкло.

Най-старите уреди за измерване на температурата - термометри от течност в стъкло - използват термометричното свойство на топлинното разширение на телата. Действието на термометрите се основава на разликата в коефициентите на топлинно разширение на термометричното вещество и обвивката, в която се намира (термометрично стъкло или по-рядко кварц).

Течният термометър се състои от стъклен цилиндър, капилярна тръба. Термометричното вещество изпълва балона и частично капилярната тръба. Свободното пространство в капилярната тръба е запълнено с инертен газ или може да е под вакуум. Частта от капилярната тръба, излизаща отвъд горното деление на скалата, служи за защита на термометъра от повреда при прекомерно прегряване.

Най-често като термометрично вещество се използва химически чист живак. Не намокря стъклото и остава течен в широк температурен диапазон. В допълнение към живака, други течности, предимно от органичен произход, също се използват като термометрично вещество в стъклените термометри. Например: метил и етанол, керосин, пентан, толуен, галий, талиева амалгама.

Основните предимства на стъклените течни термометри са лекотата на използване и достатъчно високата точност на измерване дори за масово произвежданите термометри. Недостатъците на стъклените термометри включват: лоша видимост на скалата (ако не използвате специална увеличителна оптика) и невъзможност за автоматично записване на показанията, предаване на показанията на разстояние и ремонт.

Стъклените течни термометри имат много широко приложение и се произвеждат в следните основни разновидности:

1. технически живак с вградена скала с долна част, потопена в измерваната среда, прав и ъглов;

2. лабораторен живак, пръчка или с вградена скала, потопен в измерваната среда до маркировката за измерена температура, прав, малък външен диаметър;

3. течни термометри (не живачни); 4. живачни термометри с повишена точност и образци;

5. електроконтактни живачни термометри с вградена скала, със запоени в капилярната тръба контакти за прекъсване (или затваряне) на електрическа верига с живачен стълб;

6. специални термометри, включително максимални (медицински и други), минимални, метеорологични и други цели.

Манометрични термометри

Действието на манометричните термометри се основава на използването на зависимостта на налягането на веществото при постоянен обем от температурата. Затворената измервателна система на манометричен термометър се състои от чувствителен елемент, който възприема температурата на измерваната среда - метален термоцилиндър, работен елемент на манометъра, който измерва налягането в системата, и дълъг свързващ метален капиляр. Когато температурата на измерваната среда се променя, налягането в системата се променя, в резултат на което чувствителният елемент премества стрелката или писалката по скалата на манометъра, калибрирана в градуси на температурата.

Манометричните термометри са разделени на три основни разновидности:

1. течност, в която цялата измервателна система (термична колба, манометър и свързваща капилярка) е пълна с течност;

2. кондензация, при която балона се пълни частично с течност с ниска точка на кипене и частично с нейните наситени пари, а свързващият капиляр и манометър са пълни с наситени пари на течността или по-често със специален пренос течност;

3. газ, при който цялата измервателна система е запълнена с инертен газ.

Предимствата на манометричните термометри са относителната простота на дизайна и употребата, възможността за дистанционно измерване на температурата и възможността за автоматично записване на показанията. Недостатъците на манометричните термометри включват: относително ниска точност на измерване (клас на точност 1,6; 2,5; 4,0 и рядко 1,0); малко разстояние за дистанционно предаване на показанията (не повече от 60 метра) и трудността на ремонта в случай на понижаване на налягането на измервателната система.

Манометричните термометри не се използват широко в топлоелектрическите централи. В промишлената топлоенергетика те са по-често срещани, особено в случаите, когато поради условия на експлозия или пожарна безопасност е невъзможно да се използват електрически методи за дистанционно измерване на температурата.

2. Термоелектрически термометри

За измерване на температурата в металургията най-широко се използват термоелектрически термометри, работещи в температурния диапазон от -200 до +2500 0C и повече. Този тип устройство се характеризира с висока точност и надеждност, възможност за използване в системи за автоматично управление и регулиране на параметър, който до голяма степен определя хода технологичен процесв металургичните заводи.

Същността на термоелектричния метод се състои в възникването на ЕМП в проводника, чиито краища имат различни температури. За да се измери възникващата ЕМП, тя се сравнява с ЕМП на друг проводник, който образува с първата термоелектрична двойка АВ, по веригата на която ще тече ток.

Термо-ЕМП на тази двойка зависи само от температурата t 1 и t 2 и не зависи от размера на термоелектродите (дължина, диаметър), топлопроводимост и електрическо съпротивление.

За да се увеличи чувствителността на термоелектричния метод за измерване на температурата, в някои случаи се използва термобатарея: няколко последователно свързани термодвойки, чиито работни краища са при температура t 2 , свободни при известна и постоянна температура t 1 .

Устройството на термоелектрическите термометри

Термоелектрическият термометър (ТТ) е измервателен преобразувател, чийто чувствителен елемент (термодвойка) е разположен в специална защитна арматура, която предпазва термоелектродите от механични повреди и влиянието на измерваната среда. Арматурата включва защитен капак и глава, вътре в която има контактно устройство със скоби за свързване на термоелектроди с проводници, преминаващи от измервателното устройство към термометъра. Термоелектродите са изолирани един от друг и от защитна арматура по цялата дължина с керамични тръби.

Като термоелектроди, тел с диаметър 0,5 mm ( скъпоценни метали) и до 3 мм (неблагородни метали). Съединението в работния край на термодвойка се формира чрез заваряване, запояване или усукване. Последният метод се използва за термодвойки волфрам-рений и волфрам-молибден.

Стандартни и нестандартни термоелектрически термометри

За измерване в металургията най-широко се използват CT със стандартно калибриране: платина-родий-платина (TPP), платина-родий-платина-родий (TPR), хромел-алумел (TXA), хромел-капка (TXC), волфрам- рений-волфрам-рений (TVR). В някои случаи се използват и КТ с нестандартни градуировки: мед-константан, волфрам-молибден (TVR) и др.

При условия на продължителна работа при високи температури и агресивни среди, калибровъчната характеристика става нестабилна, което е следствие от редица причини: замърсяване на термоелектродните материали с примеси от защитни капаци, керамични изолатори и атмосферата на пещта; изпаряване на един от компонентите на сплавта; взаимна дифузия през кръстовището. Отклонението може да бъде значително и да нараства рязко с повишаване на температурата и продължителността на работа. Тези обстоятелства трябва да се вземат предвид при оценката на точността на измерване на температурата в производствена среда.

Проверка на технически КТ

CT проверката се свежда до определяне на температурната зависимост на термо-ЕМП и сравняване на полученото калибриране със стандартни стойности.

Градуирането се извършва по два метода: чрез постоянни точки или сравнения.

Градуирането по фиксирани (референтни) точки е най-точно и се използва за примерни термодвойки. Термодвойката, която трябва да се провери, се поставя в тигел с метал с висока чистота, монтиран в пещта, и площта на кривата на промяна на термо-ЕМП се записва, когато температурата на метала се повишава или пада. Това място съответства на температурата на топене или кристализация на метала и е по-предпочитано да се калибрира според точката на кристализация. Като еталонни метали се използват злато, паладий, платина и др.

Методът за сравнение се използва за калибриране на примерни термодвойки от втора категория и технически CT. Състои се в директно измерване на термоелектрическата мощност на калибрирана термодвойка при постоянна температура на свободните краища t 0 =0 0C и различни температури t 2 на работния преход, като последната се определя с помощта на еталонен термометър. Измерванията на термо-ЕМП се извършват с помощта на преносим потенциометър с точност на измерване (отчитане) не по-лоша от 0,1 mV. Отчитането се извършва след 10 минути излагане на тази температура.

Измерване на термо-ЕМП чрез компенсация

Измерването на термо-ЕМП на термодвойка по директен начин, чрез силата на тока във веригата с постоянно съпротивление, с помощта на миливолтметър, може да се извърши сравнително лесно. Този метод обаче има редица недостатъци, които създават допълнителни грешки, което в повечето случаи не позволява получаване на висока точност на измерване.

В измервателната техника, в допълнение към методите за директно измерване, са известни методи за компенсация или методи за контрастиране (сравняване) на неизвестно количество с известно количество. Методите за компенсация позволяват измерванията да се извършват по-точно, макар и не винаги толкова лесно, колкото директното измерване.

Основното предимство на компенсиращото измерване на термо-ЕМП, в сравнение с директното измерване с помощта на миливолтметър, е, че в момента на измерване токът във веригата на термодвойката е 0. Това означава, че стойността на съпротивлението на външната верига няма значение. : не може да се направи настройка на съпротивлението на външната верига, няма нужда да се притеснявате за влиянието на температурата заобикаляща среданяма нужда от външна верига.

Автоматични потенциометри

Автоматичните потенциометри се използват за компенсиране на измервания на термо-ЕМП без ръчни манипулации, присъщи на неавтоматични потенциометри. При последния ръчните манипулации след стандартизиране на тока се свеждат до необходимостта от преместване на плъзгача на записа, докато стрелката на галванометъра достигне нула. В този случай движението на двигателя се извършва в точно определена посока.

Измервателната верига на автоматичен потенциометър е основно същата като тази на неавтоматичен потенциометър.

Веригата има три източника на напрежение (батерия B, NO нормална клетка и термодвойка T) и три вериги. Веригата на батерията е направена под формата на мост: захранването се включва в диагонала BD, а веригата на термодвойката е свързана в диагонала CA. Веригата на нормалния елемент е свързана към CD крака на компенсиращата верига. С помощта на превключвател P се включва електронен усилвател на EI (включително вибрационен преобразувател) във веригата на термодвойката или във веригата на нормален елемент. При включване на веригата на нормалния елемент се въвежда шунтово съпротивление R1, което е успоредно на електронния усилвател, тъй като в този случай стойността на напрежението на дисбаланс е много по-голяма, отколкото при включване на веригата на термодвойката.

Електронните автоматични потенциометри понякога се наричат ​​устройства с непрекъснато балансиране, тъй като измерването на дисбаланса се извършва тук с честота на променлив ток от 50 Hz.

3. Електрически съпротивителни термометри

В металургичната практика за измерване на температури до 6500C се използват съпротивителни термометри (RT), чийто принцип на действие се основава на зависимостта на електрическото съпротивление на веществото от температурата. Познавайки тази зависимост, по изменението на стойността на съпротивлението на термометъра се съди за температурата на средата, в която е потопен. Изходният параметър на устройството е електрическа величина, която може да бъде измерена с много висока точност (до 0,020C), предадена на дълги разстояния и директно използвана в системи за автоматично управление и регулиране.

Като материали за производството на чувствителни елементи на TS се използват чисти метали: платина, мед, никел, желязо и полупроводници.

Тип на функцията R = f(t) зависи от естеството на материала и може да се запише като линейно уравнение R \u003d R 0 (1 + at), където a е температурният коефициент на съпротивление, t е температурата.

Съпротивлението на полупроводниците рязко намалява с повишаване на температурата, т.е. те имат отрицателен температурен коефициент на съпротивление почти с порядък по-голям от този на металите. Полупроводниковите съпротивителни термометри (RTRT) се използват главно за измерване на ниски температури.

Предимствата на TSPP са малки размери, ниска инерция, висок коефициент. Те обаче имат и значителни недостатъци:

1) нелинеен характер на зависимостта на съпротивлението от температурата;

2) липсата на възпроизводимост на характеристиките на състава и калибрирането, което изключва взаимозаменяемостта на отделните TS от този тип. Това води до освобождаване на TSPP с индивидуални градуировки.

Видове и дизайн на превозни средства

За решаване на различни проблеми ТС се разделят на справочни, примерни и работни, които от своя страна се разделят на лабораторни и технически.

Техническите превозни средства в зависимост от предназначението и конструкцията се делят на: подводни, надводни и закрити; защитени и незащитени от действието на агресивна среда; стационарни и преносими; термометри от 1-ви, 2-ри и 3-ти класове на точност и др. Термометърът се състои от чувствителен елемент, разположен в защитен стоманен корпус, върху който е заварен фитинг. Жици, подсилени с порцеланови перли, свързват проводниците на чувствителния елемент към клемния блок, разположен в корпуса на главата. Горната част на главата е затворена с капак, долната е с уплътнителна кутия, през която се захранва инсталационният кабел. При измерване на температурата на среда с високо налягане, върху капака на автомобила се монтира специална защитна (монтажна) втулка.

Чувствителният елемент на превозното средство е изработен от метална тънка жица с неиндуктивна рамка или намотка без рамка. Значително по-рядко срещани в металургичната практика са полупроводниковите съпротивителни термометри (TSPP) за измерване на температури от -90 до +180 0C. Използват се в термични релета, нискотемпературни контролери, които осигуряват високопрецизна стабилизация на чувствителни елементи на газоанализатори, хроматографи, корпуси на пирометри, електроди на термоелектрически инсталации за експресен анализ на металния състав и др.

Какво е температура?

Какво е температура? (дефиниция и обяснение, ако е възможно)

Sapienti sat

От лат. Температура - нормално състояние
Температурата е физична величина, която характеризира средната кинетична енергия на частиците на макроскопична система в състояние на термодинамично равновесие. В равновесно състояние температурата има еднаква стойност за всички макроскопични части на системата.
За измерване на температурата се избира някакъв термодинамичен параметър на термометричното вещество. Промяната в този параметър е недвусмислено свързана с промяна в температурата.

Булат 1

Температурата (от лат. temperatura - правилно смесване, нормално състояние) е физична величина, която приблизително характеризира средната кинетична енергия на частиците на макроскопична система, която е в състояние на термодинамично равновесие на една степен на свобода. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Temperature).
Всъщност температурата е мярка за кинетичната енергия на молекулите.
Ek \u003d 3/2 * k * T, където Ek е средната кинетична енергия на молекулите, k е константата на Болцман \u003d 1,38 * 10^-23 J / K, T е температурата (в градуси Келвин).
http://ru.wikipedia.org/wiki/Boltzmann_Constant
В по-обща термодинамична дефиниция: температурата е реципрочната стойност на промяната в ентропията (степента на разстройство) на система, когато единица количество топлина се добави към системата: 1/T = ΔS/ΔQ.

това е скоростта на движение на молекулите и също при условие, че може да бъде открита в инфрачервения спектър на излъчването на електромагнитна вълна.
Следователно температурата на височина 1000 км от Земята има хиляди градуси по Целзий, но там не се усеща поради разредеността на атмосферата.

Това е енергията на хаотичното микроскопично движение на една степен на свобода.
Изводът е, че хаотичното движение в крайна сметка се разпространява до всички „степени на свобода“, т.е. възможни начинидвижение. Например, ако една молекула може да се движи в три посоки и да се върти в три посоки, тогава с течение на времето енергията ще бъде равномерно разпределена във всичките шест движения.
Ако молекулата също може да вибрира като пружина, тогава енергията ще проникне в това движение. Ако една молекула може да излъчва фотони, тогава хаосът ще проникне и там - молекулата ще излъчва фотони на случаен принцип.
Накрая, когато всичко се намести, всичко възможни формидвиженията се включват по същия начин - това се нарича "термодинамично равновесие". В това състояние колко енергия пада на един градус (и всеки има същото количество енергия) се нарича "температура". Само че за да конвертирате от джаули в градуси, все още трябва да разделите на константата на Болцман.
Ако две вещества, чиито молекули имат различен брой степени на свобода, се доставят с еднакво количество енергия, то веществото с повече степени на свобода ще бъде по-студено. Топлината тече от по-горещо към по-студено, следователно, където има повече степени на свобода, енергията се насочва там.

Анатолий Хапилин

Това е условна мярка за определяне на степента на възбуждане на плазмата-акаша около планетата, която от своя страна премества молекулите на структурите в мястото на своето възбуждане. Например огънят, като елемент на етерната материя, е по-енергичен от физическите елементи и следователно възбужда локално плазмата, проникваща във всичко и всичко, както и пространството в структурата, което например трябва да изгори, и започва да разрушава структурите на електронните връзки. Колкото по-слаб е последният, толкова по-бързо ще се срути тази структура. И колкото по-висока е степента на възбуждане на плазмата по време на горене, например газ, толкова по-енергичен е той. Повече подробности в източника.

Евгений Дубайло

Температурата е физична величина, която характеризира средната кинетична енергия на частиците на макроскопична система в състояние на термодинамично равновесие.
Просто казано, температурата е мярка за енергия.

ТЕМПЕРАТУРА И НЕЙНОТО ИЗМЕРВАНЕ.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ ГАЗОВИ ЗАКОНИ.

1. Топлинно равновесие. температура.

температурае физична величина, която характеризира степента на нагряване на тялото. Ако се доведат до контакт две тела с различни температури, тогава, както показва опитът, по-нагрятото тяло ще се охлади, а по-малко нагрятото тяло ще се нагрее, т.е. продължава топлообменПренос на енергия от по-горещо тяло към по-студено без извършване на работа.

Енергията, предадена по време на топлообмен, се нарича количество топлина.

Известно време след контакта на телата те придобиват същата степен на нагряване, т.е. дойде в състояние топлинно равновесие.

Топлинно равновесие- това е такова състояние на система от тела в топлинен контакт, при което не се извършва топлообмен и всички макропараметри на телата остават непроменени, ако външните условия не се променят.

В този случай два параметъра - обем и налягане - могат да бъдат различни за различните тела на системата, а третият, температура, в случай на топлинно равновесие е еднакъв за всички тела на системата. Това е основата за определяне на температурата.

Физически параметър, който е еднакъв за всички тела на системата в състояние на топлинно равновесие, се нарича температуратази система.

Например системата се състои от два съда с газ. Нека ги свържем. Обемът и налягането на газа в тях могат да бъдат различни, а температурата в резултат на пренос на топлина ще стане същата.

2. Измерване на температура.

За измерване на температурата се използват физически инструменти - термометри, в които стойността на температурата се оценява чрез промяна на всеки параметър.

За да създадете термометър, трябва:

Изберете термометрично вещество, чиито параметри (характеристики) се променят с температурата (например живак, алкохол и др.);

Изберете термометрична стойност, т.е. стойност, която се променя с температурата (например височината на живачен или алкохолен стълб, стойността на електрическото съпротивление и др.);

Калибрирайте термометъра, т.е. Създайте скала за измерване на температурата. За да направите това, термометричното тяло се поставя в топлинен контакт с тела, чиито температури са постоянни. Например, когато се конструира скалата на Целзий, температурата на сместа от вода и лед в състояние на топене се приема за 0 0 C, а температурата на сместа от водна пара и вода в състояние на кипене при налягане от 1 атм. - за 100 0 С. И в двата случая се отбелязва позицията на колоната с течност, след което разстоянието между получените знаци се разделя на 100 деления.

При измерване на температурата термометърът се поставя в топлинен контакт с тялото, чиято температура се измерва, и след установяване на топлинно равновесие (показанията на термометъра спират да се променят) се отчита показанието на термометъра.

3.Експериментални газови закони.

Параметрите, описващи състоянието на системата, са взаимозависими. Трудно е да се установи зависимостта на три параметъра един от друг наведнъж, така че нека опростим малко задачата. Разгледайте процесите, в които

а) количеството материя (или маса) е постоянно, т.е. ν=const (m=const);

б) стойността на един от параметрите е фиксирана, т.е. Налягането, обемът или температурата са постоянни.

Такива процеси се наричат изопроцеси.

1).изотермичен процес,тези. процес, който протича със същото количество вещество при постоянна температура.

Изследван от Бойл (1662) и Мариот (1676).

Опростената схема на експериментите е следната. Нека разгледаме съд с газ, затворен с подвижно бутало, върху което са монтирани тежести за балансиране на налягането на газа.

Опитът показва, че произведението от налягането и обема на газ при постоянна температура е постоянна стойност. Това означава

PV= конст

Законът на Бойл-Мариот.

Обемът V на дадено количество газ ν при постоянна температура t 0 е обратно пропорционален на неговото налягане, т.е. . .

Графики на изотермични процеси.

Графиката на налягането спрямо обема при постоянна температура се нарича изотерма. Колкото по-висока е температурата, толкова по-висока е изотермата на графиката.

2).изобарен процес,тези. Процес, който протича с едно и също количество вещество при постоянно налягане.

Изследван от Gay-Lussac (1802).

Опростената схема е следната. Съдът с газ се затваря с подвижно бутало, на което е монтирана тежест, която балансира налягането на газа. Газовият контейнер се нагрява.

Опитът показва, че когато газ се нагрява при постоянно налягане, обемът му се променя по следния закон: където V 0 е обемът на газа при температура t 0 = 0 0 C; V е обемът на газа при температура t 0, α v е температурният коефициент на обемно разширение,

Законът на Гей-Люсак.

Обемът на дадено количество газ при постоянно налягане зависи линейно от температурата.

Графики на изобарни процеси.

Графиката на обема на газ спрямо температурата при постоянно налягане се нарича изобара.

Ако екстраполираме (продължим) изобарите в областта на ниските температури, тогава всички те ще се сближат в точка, съответстваща на температурата t 0 \u003d - 273 0 C.

3).Изохоричен процес, т.е. Процес, който протича с едно и също количество вещество при постоянен обем.

Изследван от Чарлз (1802).

Опростената схема е следната. Съдът с газ се затваря с подвижно бутало, върху което са монтирани тежести за балансиране на налягането на газа. Съдът се нагрява.

Опитът показва, че когато газ се нагрява при постоянен обем, неговото налягане се променя по следния закон: където P 0 е обемът на газа при температура t 0 = 0 0 C; P е обемът на газа при температура t 0, α p е температурният коефициент на налягане,

Законът на Чарлз.

Налягането на дадено количество газ при постоянен обем зависи линейно от температурата.

Графиката на налягането на газа спрямо температурата при постоянен обем се нарича изохора.

Ако екстраполираме (продължим) изохорите в областта на ниските температури, тогава всички те се събират в точка, съответстваща на температурата t 0 = - 273 0 С.

4. Абсолютна термодинамична скала.

Английският учен Келвин предложи да се премести началото на температурната скала наляво с 273 0 и да се нарече тази точка абсолютна нулева температура. Скалата на новата скала е същата като тази на скалата по Целзий. Новата скала се нарича скала на Келвин или абсолютна термодинамична скала. Мерната единица е келвин.

Нула градуса по Целзий съответства на 273 К. Температурата по скалата на Келвин се обозначава с буквата Т.

T = T 0 ° С + 273

T 0 ° С = T – 273

Новата скала се оказа по-удобна за записване на газовите закони.

Температура (във физиката) температура(от лат. температура - правилно смесване, пропорционалност, нормално състояние), физическа величина, която характеризира състоянието на термодинамично равновесие на макроскопична система. Т. е еднакъв за всички части на изолирана система, разположена в термодинамично равновесие. Ако една изолирана система не е в равновесие, тогава с течение на времето преносът на енергия (пренос на топлина) от по-горещите части на системата към по-хладните части води до изравняване на температурата в цялата система (първият постулат или нулевото начало термодинамика). Т. определя: разпределението на частиците, образуващи системата над енергийни нива(см. Статистика на Болцман) и разпределението на скоростта на частиците (вж Разпределение на Максуел); степента на йонизация на дадено вещество (вж Саха формула); свойства на равновесното електромагнитно излъчване на тела - спектралната плътност на излъчването (вж. Законът на Планк за радиацията), общата обемна плътност на излъчване (виж фиг. Стефан - Болцманов закон за радиацията) и др. Т., който е включен като параметър в разпределението на Болцман, често се нарича възбуждане Т., в разпределението на Максуел - кинетично Т., във формулата на Саха - йонизация Т., в закона на Стефан-Болцман - радиационна температура. Тъй като за система в термодинамично равновесие всички тези параметри са равни помежду си, те се наричат ​​просто температура на системата. IN кинетична теория на газоветеи други раздели на статистическата механика T. се определя количествено така, че средната кинетична енергия на транслационното движение на частица (с три степени на свобода) е равна на kT, където k е Константа на Болцман, T- Телесна температура. В общия случай Т. се определя като производна на енергията на тялото като цяло по отношение на неговата ентропия .Такава температура винаги е положителна (тъй като кинетичната енергия е положителна), тя се нарича абсолютна температура или температура според термодинамичната температурна скала. На единица абсолютна Т. в Международна система единици(SI) приети келвин(ДА СЕ). Често T. се измерва по скалата на Целзий (t), стойностите на t се свързват с T чрез равенството t \u003d T √ 273,15 K (градус по Целзий е равен на Келвин). Методите за измерване на Т. са разгледани в статиите Термометрия, Термометър.

Строго дефинираната термодинамика характеризира само равновесното състояние на телата. Съществуват обаче системи, чието състояние може приблизително да се характеризира с няколко различни температури. Например, в плазма, състояща се от леки (електрони) и тежки (йони) заредени частици, когато частиците се сблъскат, енергията се прехвърля бързо от електрони към електрони и от йони към йони, но бавно от електрони към йони и обратно. Има плазмени състояния, в които системи от електрони и йони поотделно са близки до равновесие и може да се въведе T. електрони T ъъъи Т. йони Т И ,несъвпадащи един с друг.

В тела, чиито частици имат магнитен момент, енергията обикновено се прехвърля бавно от транслационни към магнитни степени на свобода, свързани с възможността за промяна на посоката на магнитния момент. Поради това има състояния, при които системата от магнитни моменти се характеризира с Т., която не съвпада с кинетичната Т., която съответства на транслационното движение на частиците. Магнитна Т. определя магнитната част вътрешна енергияи може да бъде положителен или отрицателен (вж. Отрицателна температура). В процеса на изравняване на Т. енергията се прехвърля от частици (степени на свобода) с по-висока Т. към частици (степени на свобода) с по-ниска Т., ако те са едновременно положителни или отрицателни, но в обратна посока, ако единият от тях е положителен, а другият е отрицателен. В този смисъл отрицателната Т. е „по-висока“ от всяка положителна.

Концепцията за термодинамика се използва и за характеризиране на неравновесни системи (вж Термодинамика на неравновесните процеси). Например яркост небесни телахарактеризират яркостна температура, спектрален състав на радиацията - цветна температураи т.н.

Л. Ф. Андреев.

Велика съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .

Вижте какво е "температура (във физиката)" в други речници:

- ... Уикипедия

ТЕМПЕРАТУРА, в биологията, интензивността на топлината. При топлокръвни (ХОМОЙОТЕРМНИ) животни, като птици и бозайници, телесната температура се поддържа в тесни граници, независимо от температурата на околната среда. Това се дължи на мускулите... Научно-технически енциклопедичен речник

Размерност Θ SI единици K ... Wikipedia

Точка на кипене, точката на кипене е температурата, при която течността кипи при постоянно налягане. Точката на кипене съответства на температурата на наситената пара над плоската повърхност на кипяща течност, тъй като ... Wikipedia

Основният елемент, който характеризира времето, е температурата на околната газова среда земната повърхност, по-правилно Т. на слоя въздух, който е обект на нашето наблюдение. В метеорологичните наблюдения на този елемент се дава първо място ... Енциклопедичен речник F.A. Brockhaus и I.A. Ефрон

температура- 1) Стойността, характеризираща физическото тяло в състояние на топлинно равновесие, е свързана с интензивността на топлинното движение на частите на тялото; 2) степента на затопляне на човешкото тяло като показател за здраве; разгънете повишена степен на телесна топлина с ... ... Исторически и етимологичен речник на латинските заемки

Необходимо е да се провери качеството на превода и да се приведе статията в съответствие със стилистичните правила на Уикипедия. Можете да помогнете ... Wikipedia

История на технологиите По периоди и региони: Неолитна революция Древни технологии на Египет Наука и технологии древна индияНауката и технологиите древен КитайТехнологии Древна ГърцияТехнологии древен РимТехнологии на ислямския свят ... ... Wikipedia

Температурата, която характеризира равновесните състояния на термодинамична система, при които вероятността системата да се намира в микросъстояние с по-висока енергия е по-висока, отколкото в микросъстояние с по-ниска. В квантовата статистика това означава, че ... ... Wikipedia

Има няколко различни температурни единици.

Най-известните са следните:

Градус по Целзии - използва се в Международната система единици (SI) заедно с келвин.

Градусът Целзий е кръстен на шведския учен Андерс Целзий, който през 1742 г. предлага нова скала за измерване на температурата.

Първоначалната дефиниция на градуса по Целзий зависеше от дефиницията на стандартното атмосферно налягане, тъй като както точката на кипене на водата, така и точката на топене на леда зависят от налягането. Това не е много удобно за стандартизиране на мерната единица. Следователно, след приемането на келвин K като основна единица за температура, дефиницията на градуса по Целзий беше преразгледана.

Според съвременната дефиниция градус по Целзий е равен на един келвин K, а нулата на скалата по Целзий е настроена така, че температурата на тройната точка на водата да е 0,01 °C. В резултат на това скалите на Целзий и Келвин се изместват с 273,15:

През 1665 г. холандският физик Кристиан Хюйгенс, заедно с английския физик Робърт Хук, за първи път предложиха да се използват точките на топене на леда и точките на кипене на водата като отправни точки за температурната скала.

През 1742 г. шведският астроном, геолог и метеоролог Андерс Целзий (1701-1744) разработва нова температурна скала въз основа на тази идея. Първоначално 0° (нула) беше точката на кипене на водата, а 100° беше точката на замръзване на водата (точката на топене на леда). По-късно, след смъртта на Целзий, неговите съвременници и сънародници, ботаникът Карл Линей и астрономът Мортен Стрьомер, използваха тази скала с главата надолу (за 0 ° те започнаха да приемат температурата на топящия се лед, а за 100 ° - вряща вода) . В тази форма скалата се използва и до днес.

Според един разказ самият Целзий обърнал везната си по съвета на Strömer. Според други източници скалата е обърната от Карл Линей през 1745 г. А според третата скалата е преобърната от наследника на Целзий Мортен Стрьомер и през 18 век такъв термометър се използва широко под името „шведски термометър“, а в самата Швеция под името Стрьомер, но известният шведски химик Йонс Якоб Берцелиус в своя труд "Ръководство по химия" нарече скалата "Целзий" и оттогава скалата по Целзий е кръстена на Андерс Целзий.

Градус по Фаренхайт.

Наречен е на немския учен Габриел Фаренхайт, който през 1724 г. предлага скала за измерване на температурата.

По скалата на Фаренхайт точката на топене на леда е +32°F, а точката на кипене на водата е +212°F (при нормално атмосферно налягане). В този случай един градус по Фаренхайт е равен на 1/180 от разликата между тези температури. Диапазонът 0…+100 °F по Фаренхайт приблизително съответства на диапазона от -18…+38 °C по Целзий. Нула в тази скала се определя като точка на замръзване на смес от вода, сол и амоняк (1:1:1), а 96 °F се приема като нормална температура на човешкото тяло.

Келвин (преди 1968 градуса Келвин) е единица за термодинамична температура в Международната система от единици (SI), една от седемте основни единици SI. Предложен през 1848 г. 1 келвин е равен на 1/273,16 от термодинамичната температура на тройната точка на водата. Началото на скалата (0 K) съвпада с абсолютната нула.

Преобразуване в градуси по Целзий: ° С \u003d K−273,15 (температурата на тройната точка на водата е 0,01 ° C).

Единицата е кръстена на английския физик Уилям Томсън, удостоен с титлата лорд Келвин Ларг от Еършър. От своя страна тази титла идва от река Келвин, която тече през територията на университета в Глазгоу.

	Келвин	Градус по Целзии	Фаренхайт
Абсолютна нула
Точка на кипене на течен азот
Сублимация (преход от твърдо в газообразно състояние) на сух лед
Пресечна точка на скалите на Целзий и Фаренхайт
Точка на топене на леда
Тройна точка на водата
Нормална температура на човешкото тяло
Точка на кипене на водата при налягане 1 атмосфера (101,325 kPa)

Степен Reaumur - единица за температура, в която точките на замръзване и кипене на водата се приемат съответно за 0 и 80 градуса. Предложен през 1730 г. от R. A. Réaumur. Скалата на Реомюр практически е излязла от употреба.

Рьомер степен е неизползвана в момента единица за температура.

Температурната скала на Römer е създадена през 1701 г. от датския астроном Ole Christensen Römer. Тя стана прототипът на скалата на Фаренхайт, която Ромер посети през 1708 г.

Нула градуса е точката на замръзване на солената вода. Втората отправна точка е температурата на човешкото тяло (30 градуса според измерванията на Roemer, т.е. 42 °C). Тогава точката на замръзване на прясната вода се получава като 7,5 градуса (1/8 от скалата), а точката на кипене на водата е 60 градуса. Така скалата на Römer е 60 градуса. Този избор изглежда се обяснява с факта, че Рьомер е предимно астроном и числото 60 е крайъгълният камък на астрономията от вавилонско време.

Степен Ранкин - единица за температура в абсолютната температурна скала, кръстена на шотландския физик Уилям Ранкин (1820-1872). Използва се в англоговорящите страни за инженерни термодинамични изчисления.

Скалата на Ранкин започва от абсолютната нула, точката на замръзване на водата е 491,67°Ra, а точката на кипене на водата е 671,67°Ra. Броят на градусите между точките на замръзване и точката на кипене на водата по скалите на Фаренхайт и Ранкин е еднакъв и е равен на 180.

Връзката между Келвин и градуси на Ранкин: 1 K = 1,8 °Ra, градусите по Фаренхайт се преобразуват в градуси на Ранкин по формулата °Ra = °F + 459,67.

Степен на Delisle е вече остаряла единица за измерване на температурата. Изобретен е от френския астроном Жозеф Никола Делил (1688-1768). Скалата на Delisle е подобна на температурната скала на Réaumur. Използван е в Русия до 18 век.

Петър Велики кани френския астроном Жозеф Никола Делил в Русия, създавайки Академията на науките. През 1732 г. Delisle създава термометър, използващ живак като работна течност. Точката на кипене на водата беше избрана като нула. За един градус беше взета такава промяна в температурата, която доведе до намаляване на обема на живака със сто хилядна.

Така температурата на топене на леда беше 2400 градуса. По-късно обаче такава фракционна скала изглежда излишна и още през зимата на 1738 г. колегата на Делил от Санкт Петербургската академия, лекарят Йосиас Вайтбрехт (1702-1747), намалява броя на стъпките от точката на кипене до точката на замръзване на вода до 150.

„Инверсията“ на тази скала (както и на оригиналната версия на скалата на Целзий) в сравнение с приетите в момента обикновено се обяснява с чисто технически трудности, свързани с калибрирането на термометрите.

Скалата на Делил беше широко използвана в Русия и неговите термометри бяха използвани около 100 години. Тази скала е използвана от много руски академици, включително Михаил Ломоносов, който обаче я "обърна", като постави нула при точката на замръзване и 150 градуса при точката на кипене на водата.

Степен Хук - историческа единица за температура. Скалата на Хук се счита за първата температурна скала с фиксирана нула.

Прототипът на скалата, създадена от Хук, беше термометър, който дойде при него през 1661 г. от Флоренция. В Микрографията на Хук, публикувана година по-късно, има описание на разработената от него скала. Хук дефинира един градус като промяна в обема на алкохола с 1/500, тоест един градус Хук е равен на приблизително 2,4 ° C.

През 1663 г. членовете на Кралското общество се съгласиха да използват термометъра на Хук като стандарт и да сравняват показанията на други термометри с него. Холандският физик Кристиан Хюйгенс през 1665 г., заедно с Хук, предложи използването на температурите на топене на лед и вряща вода за създаване на температурна скала. Това беше първата скала с фиксирана нула и отрицателни стойности.

Степен Далтон е историческата единица за температура. Тя няма определено значение (по отношение на традиционните температурни скали като Келвин, Целзий или Фаренхайт), тъй като скалата на Далтон е логаритмична.

Скалата на Dalton е разработена от John Dalton за извършване на измервания при високи температури, тъй като конвенционалните термометри с еднаква скала дават грешки поради неравномерно разширяване на термометричния флуид.

Нула по скалата на Далтон съответства на нула по Целзий. отличителен белегскалата на Далтон е, че в нея абсолютната нула е равна на −∞°Da, т.е. това е недостижима стойност (което всъщност е така, според теоремата на Нернст).

Степен Нютон е единица за температура, която вече не се използва.

Температурната скала на Нютон е разработена от Исак Нютон през 1701 г. за термофизични изследвания и вероятно е станала прототип на скалата на Целзий.

Нютон използва ленено масло като термометрична течност. Нютон приема точката на замръзване на прясната вода като нула градуса и определя температурата на човешкото тяло като 12 градуса. Така точката на кипене на водата стана равна на 33 градуса.

Лайденска степен - историческа единица за температура, използвана в началото на 20 век за измерване на криогенни температури под −183 °C.

Тази скала произхожда от Лайден, където се намира лабораторията на Kamerlingh Onnes от 1897 г. През 1957 г. H. van Dijk и M. Dureau въвеждат скалата L55.

Точката на кипене на стандартния течен водород (-253 °C), състоящ се от 75% ортоводород и 25% параводород, се приема за нула градуса. Втората референтна точка е точката на кипене на течния кислород (−193 °C).

Планкова температура , кръстена на немския физик Макс Планк, единицата за температура, означена като T P , в системата от единици на Планк. Това е една от единиците на Планк, която представлява фундаменталната граница в квантовата механика. Съвременната физическа теория не е в състояние да опише нещо по-горещо поради липсата на развита квантова теория на гравитацията в нея. Над температурата на Планк енергията на частиците става толкова голяма, че гравитационните сили между тях стават сравними с останалите фундаментални взаимодействия. Това е температурата на Вселената в първия момент (времето на Планк) от Големия взрив, според съвременните представи на космологията.

Всеки човек се сблъсква с понятието температура всеки ден. Терминът твърдо навлезе в ежедневието ни: затопляме се в микровълнова печкахранителни стоки или готвене на храна във фурната, интересуваме се от времето на улицата или разберем дали водата в реката е студена - всичко това е тясно свързано с тази концепция. А какво е температура, какво означава този физичен параметър, по какъв начин се измерва? Ще отговорим на тези и други въпроси в статията.

Физическо количество

Нека разгледаме каква е температурата от гледна точка на изолирана система в термодинамично равновесие. Терминът идва от латинскии означава "правилна смес", "нормално състояние", "пропорция". Тази стойност характеризира състоянието на термодинамично равновесие на всяка макроскопична система. В случай, че е извън равновесие, с течение на времето има преход на енергия от по-нагрети обекти към по-слабо нагрети. Резултатът е изравняване (промяна) на температурата в цялата система. Това е първият постулат (нулев принцип) на термодинамиката.

Температурата определя разпределението на съставните частици на системата по енергийни нива и скорости, степента на йонизация на веществата, свойствата на равновесното електромагнитно излъчване на телата и общата обемна плътност на излъчването. Тъй като за система, която е в термодинамично равновесие, изброените параметри са равни, те обикновено се наричат ​​температура на системата.

плазма

В допълнение към равновесните тела има системи, в които състоянието се характеризира с няколко температурни стойности, които не са равни една на друга. Плазмата е добър пример. Състои се от електрони (леки заредени частици) и йони (тежко заредени частици). Когато се сблъскат, енергията се прехвърля бързо от електрон на електрон и от йон на йон. Но между разнородните елементи има бавен преход. Плазмата може да бъде в състояние, в което електроните и йоните поотделно са близо до равновесие. В този случай могат да се вземат отделни температури за всеки вид частици. Тези параметри обаче ще се различават един от друг.

магнити

В телата, в които частиците имат магнитен момент, трансферът на енергия обикновено се извършва бавно: от транслационни към магнитни степени на свобода, които са свързани с възможността за промяна на посоките на момента. Оказва се, че има състояния, при които тялото се характеризира с температура, която не съвпада с кинетичния параметър. Съответства на постъпателното движение на елементарните частици. Магнитната температура определя част от вътрешната енергия. Тя може да бъде както положителна, така и отрицателна. По време на процеса на подравняване енергията ще се прехвърля от частици с по-висока стойност към частици с по-ниска температурна стойност, ако и двете са положителни или отрицателни. В противен случай този процес ще протича в обратна посока - отрицателната температура ще бъде "по-висока" от положителната.

И защо е необходимо?

Парадоксът се крие във факта, че неспециалистът, за да извърши процеса на измерване както в ежедневието, така и в индустрията, дори не трябва да знае какво е температура. За него ще бъде достатъчно да разбере, че това е степента на нагряване на даден предмет или среда, особено след като сме запознати с тези термини от детството. Всъщност повечето от практическите устройства, предназначени да измерват този параметър, всъщност измерват други свойства на веществата, които се променят с нивото на нагряване или охлаждане. Например налягане, електрическо съпротивление, обем и т.н. Освен това такива показания се преобразуват ръчно или автоматично до желаната стойност.

Оказва се, че за да се определи температурата, няма нужда да се изучава физика. Повечето от населението на нашата планета живее по този принцип. Ако телевизорът работи, тогава няма нужда да разбирате преходните процеси на полупроводниковите устройства, да изучавате, в изхода или как влиза в сигнала. Хората са свикнали, че във всяка област има специалисти, които могат да поправят или отстранят грешки в системата. Лаикът не иска да си напряга мозъка, защото е много по-добре да гледа сапунена опера или футбол на „ложката“, докато пие студена бира.

И аз искам да знам

Но има хора, най-често студенти, които поради любопитство или по необходимост са принудени да учат физика и да определят каква всъщност е температурата. В резултат на това в търсенето си те попадат в дебрите на термодинамиката и изучават нейния нулев, първи и втори закон. Освен това един любознателен ум ще трябва да разбере ентропията. И в края на пътуването си той със сигурност ще признае, че дефинирането на температурата като параметър на обратима топлинна система, която не зависи от вида на работното вещество, няма да внесе яснота в усещането за това понятие. И все пак видимата част ще бъде приета международна системаединици (SI) са няколко градуса.

Температурата като кинетична енергия

По-"осезаем" е подходът, който се нарича молекулярно-кинетична теория. Формира идеята, че топлината се счита за една от формите на енергия. Например, кинетичната енергия на молекулите и атомите, параметър, осреднен за огромен брой произволно движещи се частици, се оказва мярка за това, което обикновено се нарича температура на тялото. Така частиците на нагрятата система се движат по-бързо от студената.

Тъй като разглежданият термин е тясно свързан с осреднената кинетична енергия на група частици, би било съвсем естествено да се използва джаул като температурна единица. Въпреки това, това не се случва, което се обяснява с факта, че енергията на топлинното движение на елементарните частици е много малка по отношение на джаула. Следователно използването му е неудобно. Топлинното движение се измерва в единици, получени от джаули чрез специален коефициент на преобразуване.

Температурни единици

Днес за показване на този параметър се използват три основни единици. У нас температурата обикновено се измерва в градуси по Целзий. Тази мерна единица се основава на точката на втвърдяване на водата - абсолютна стойност. Тя е отправната точка. Тоест температурата на водата, при която започва да се образува лед, е нула. В този случай водата служи като примерна мярка. Тази конвенция е приета за удобство. Втората абсолютна стойност е температурата на парата, тоест моментът, в който водата преминава от течно състояние в газообразно състояние.

Следващата единица е градуси Келвин. Референтната точка на тази система се счита за точка. Така един градус по Келвин е равен на 1. Разликата е само референтната точка. Получаваме, че нула в Келвин ще бъде равна на минус 273,16 градуса по Целзий. През 1954 г. на Генералната конференция по мерки и теглилки беше решено терминът "градус Келвин" за единица температура да се замени с "келвин".

Третата често използвана мерна единица са градуси по Фаренхайт. До 1960 г. те са били широко използвани във всички англоезични страни. Въпреки това днес в ежедневието в Съединените щати се използва тази единица. Системата е коренно различна от описаните по-горе. За отправна точка е взета точката на замръзване на смес от сол, амоняк и вода в съотношение 1:1:1. И така, по скалата на Фаренхайт, точката на замръзване на водата е плюс 32 градуса, а точката на кипене е плюс 212 градуса. В тази система един градус е равен на 1/180 от разликата между тези температури. И така, диапазонът от 0 до +100 градуса по Фаренхайт съответства на диапазона от -18 до +38 по Целзий.

Абсолютна нулева температура

Нека видим какво означава този параметър. Абсолютната нула е граничната температура, при която налягането на идеален газ изчезва при фиксиран обем. Това е най-ниската стойност в природата. Както предсказа Михайло Ломоносов, „това е най-голямата или последната степен на студ“. Това означава, че химикалът в равни обеми газове, подложен на същата температура и налягане, съдържа същия брой молекули. Какво следва от това? Съществува минимална температурагаз, при който налягането или обемът му изчезват. Тази абсолютна стойност съответства на нула Келвин или 273 градуса по Целзий.

Някои интересни факти за Слънчевата система

Температурата на повърхността на Слънцето достига 5700 келвина, а в центъра на ядрото – 15 милиона келвина. планети слънчева системаварират значително по отношение на нивата на отопление. И така, температурата на ядрото на нашата Земя е приблизително същата като на повърхността на Слънцето. Юпитер се счита за най-горещата планета. Температурата в центъра на ядрото му е пет пъти по-висока от тази на повърхността на Слънцето. Но най-ниската стойност на параметъра е регистрирана на повърхността на Луната - тя е само 30 келвина. Тази стойност е дори по-ниска, отколкото на повърхността на Плутон.

Земни факти

1. Най-високата температура, регистрирана от човек, е 4 милиарда градуса по Целзий. Тази стойност е 250 пъти по-висока от температурата на ядрото на Слънцето. Рекордът е поставен от Нюйоркската природна лаборатория Брукхейвън в йонния колайдер, който е дълъг около 4 километра.

2. Температурата на нашата планета също не винаги е идеална и комфортна. Например в град Верхноянск в Якутия температурата в зимен периодпада до минус 45 градуса по Целзий. Но в етиопския град Далол ситуацията е обратна. Там средната годишна температура е плюс 34 градуса.

3. Най-екстремните условия, при които хората работят, са регистрирани в златните мини в Южна Африка. Миньорите работят на дълбочина три километра при температура плюс 65 градуса по Целзий.