Раскрыть вкратце представления о температуре и температурных шкалах.

Тепловое состояние тела (степень его нагретости) определяется средней кинетической энергией поступательного движения молекул данного тела. Следовательно, и температура, характеризующая тепловое состояние физического объекта, является статистической величиной, поэтому ее измерение имеет смысл только в телах, состоящих из достаточно большого числа молекул. Разный уровень температур двух тел, находящихся в контакте, определяет направление теплопередачи: тело с более высокой температурой отдает свою внутреннюю энергию телу с более низкой температурой до тех пор, пока их температуры не станут равными.

Таким образом, температура тела - параметр состояния, который определяет направление передачи тепловой энергии.

Для построения известных температурных шкал обычно используют две постоянные реперные точки t₁ и t₂, в качестве которых выбирают температуры фазового равновесия однокомпонентных систем.

Данным точкам присваивают произвольные числовые значения и предполагают, что термометрическое свойство Е используемого в термометре вещества линейно изменяется с температурой t=kE+D, где k - коэффициент пропорциональности; D - постоянная.

Для определения температур вычисляют постоянные k и D строят условную температурную шкалу.

На этом принципе основаны шкалы Фаренгейта (ºF), Реомюра (ºR) и Цельсия (ºС), появившиеся в XIX в.

В них за опорные (реперные) точки принимались температуры замерзания и кипения воды. Температура замерзания воды принимается за 0 ºR, 0 ºC и 33 ºF, точка ее кипения - 80 ºR, 100 ºС и 212 ºF (в шкале Фаренгейта имеется еще одна реперная точка, равная 100 ºF - это температура тела здорового человека).

Применение указанных типов шкал при использовании различных термометрических веществ, таких как спирту ртуть и т.п., давало хорошие результаты в узком диапазоне температур. Однако с развитием измерительной техники было обнаружено, что различные термометры хорошо воспроизводят только две реперные точки, а в промежуточных значениях шкал, вследствие зависимости свойств заполнителя и сосуда (коэффициентов линейного расширения) от температуры, их показания расходятся, причем эти различия особенно ярко проявляются при высоких и очень низких температурах.

Более точными являются условные газовые температурные шкалы, так как свойства газов меньше зависят от уровня измеряемых температур.

Шкала водородного газового термометра с диапазоном (-25÷100)0С в конце XIX в. признана "нормальной" и положена в основу теплотехнических измерений. Температура в нем фиксировалась по изменению давления газа при постоянном объеме.

В середине прошлого века Кельвин предложил термодинамическую шкалу, основанную на втором законе термодинамики и независящую от свойств термометрического вещества. В указанной шкале за нулевое значение принята температура абсолютного нуля. Один градус по термодинамической температурной шкале - градус Кельвина (К) - соответствует такому повышению температуры, которое равно 1/100 части работы по циклу Карно между точками плавления льда и кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Деление на 100 равных частей было предложено для сохранения преемственности со стоградусной шкалой Цельсия.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: