ค่าอุณหภูมิ การตรวจจับอุณหภูมิ

เรื่องราว

คำว่า "อุณหภูมิ" เกิดขึ้นในสมัยนั้นเมื่อผู้คนเชื่อว่าวัตถุที่ได้รับความร้อนมากกว่าจะมีสารพิเศษ - แคลอรี่ - ในปริมาณที่มากกว่าวัตถุที่ได้รับความร้อนน้อยกว่า ดังนั้นอุณหภูมิจึงถูกมองว่าเป็นความแข็งแกร่งของส่วนผสมของสสารในร่างกายและแคลอรี่ ด้วยเหตุนี้หน่วยวัดความแรงของเครื่องดื่มแอลกอฮอล์และอุณหภูมิจึงเรียกว่าองศาเดียวกัน

เนื่องจากอุณหภูมิเป็นพลังงานจลน์ของโมเลกุล จึงชัดเจนว่าเป็นเรื่องปกติที่จะวัดค่าดังกล่าวในหน่วยพลังงาน (เช่น ในระบบ SI เป็นจูล) อย่างไรก็ตาม การวัดอุณหภูมิเริ่มขึ้นก่อนที่จะมีการสร้างทฤษฎีจลน์ศาสตร์ของโมเลกุล ดังนั้นมาตราส่วนเชิงปฏิบัติจึงวัดอุณหภูมิในหน่วยทั่วไป นั่นคือ องศา

สเกลเคลวิน

อุณหพลศาสตร์ใช้มาตราส่วนเคลวิน ซึ่งวัดอุณหภูมิจากศูนย์สัมบูรณ์ (สถานะที่สอดคล้องกับพลังงานภายในร่างกายขั้นต่ำที่เป็นไปได้ตามทฤษฎี) และหนึ่งเคลวินเท่ากับ 1/273.16 ของระยะห่างจากศูนย์สัมบูรณ์ถึงจุดสามจุดของ น้ำ (สถานะที่น้ำแข็ง น้ำ และน้ำอยู่ในสมดุล) ค่าคงที่ของ Boltzmann ใช้ในการแปลงเคลวินเป็นหน่วยพลังงาน หน่วยที่ได้รับยังใช้: กิโลเคลวิน, เมกะเคลวิน, มิลลิเคลวิน ฯลฯ

เซลเซียส

ในชีวิตประจำวัน จะใช้ระดับเซลเซียส โดย 0 คือจุดเยือกแข็งของน้ำ และ 100° คือจุดเดือดของน้ำที่ความดันบรรยากาศ เนื่องจากจุดเยือกแข็งและจุดเดือดของน้ำไม่ได้ถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน มาตราส่วนเซลเซียสจึงถูกกำหนดโดยใช้มาตราส่วนเคลวิน: องศาเซลเซียสเท่ากับเคลวิน ค่าศูนย์สัมบูรณ์จึงอยู่ที่ −273.15 °C ระดับเซลเซียสนั้นสะดวกมากจริง ๆ เพราะมีน้ำอยู่ทั่วไปบนโลกของเราและชีวิตของเราก็ขึ้นอยู่กับน้ำนั้น ศูนย์เซลเซียสเป็นจุดพิเศษสำหรับอุตุนิยมวิทยาเนื่องจากการเยือกแข็งของน้ำในชั้นบรรยากาศเปลี่ยนแปลงทุกสิ่งอย่างมีนัยสำคัญ

ฟาเรนไฮต์

ในอังกฤษและโดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา จะใช้มาตราส่วนฟาเรนไฮต์ มาตราส่วนนี้จะแบ่งช่วงเวลาจากอุณหภูมิของฤดูหนาวที่หนาวที่สุดในเมืองที่ฟาเรนไฮต์อาศัยอยู่จนถึงอุณหภูมิของร่างกายมนุษย์ออกเป็น 100 องศา ศูนย์องศาเซลเซียสคือ 32 องศาฟาเรนไฮต์ และองศาฟาเรนไฮต์เท่ากับ 5/9 องศาเซลเซียส

คำจำกัดความปัจจุบันของมาตราส่วนฟาเรนไฮต์มีดังต่อไปนี้ คือมาตราส่วนอุณหภูมิโดยที่ 1 องศา (1 °F) เท่ากับ 1/180 ของความแตกต่างระหว่างจุดเดือดของน้ำกับอุณหภูมิหลอมละลายของน้ำแข็งที่ความดันบรรยากาศ และ จุดหลอมเหลวของน้ำแข็งคือ +32 °F อุณหภูมิฟาเรนไฮต์สัมพันธ์กับอุณหภูมิเซลเซียส (t °C) โดยอัตราส่วน t °C = 5/9 (t °F - 32) นั่นคือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 1 °F สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลง 5/9 ° ค. เสนอโดย G. Fahrenheit ในปี 1724

สเกลโรเมอร์

เสนอในปี 1730 โดย R. A. Reaumur ซึ่งบรรยายถึงเทอร์โมมิเตอร์แอลกอฮอล์ที่เขาคิดค้น

มีหน่วยเป็นองศารีโอเมอร์ (°R) 1 °R เท่ากับ 1/80 ของช่วงอุณหภูมิระหว่างจุดอ้างอิง - อุณหภูมิหลอมละลายของน้ำแข็ง (0 °R) และจุดเดือดของน้ำ (80 °R)

1 °ร = 1.25 °C

ปัจจุบันมาตราส่วนนี้เลิกใช้แล้วและมีอายุยืนยาวที่สุดในฝรั่งเศสซึ่งเป็นบ้านเกิดของผู้เขียน

การแปลงอุณหภูมิระหว่างเครื่องชั่งหลัก
	เคลวิน	เซลเซียส	ฟาเรนไฮต์
เคลวิน (K)		ซี + 273.15	= (ฟ + 459.67) / 1.8
เซลเซียส (°C)	เค - 273.15		= (ฟ - 32) / 1.8
ฟาเรนไฮต์ (°F)	เค 1.8 - 459.67	ค 1.8 + 32

การเปรียบเทียบระดับอุณหภูมิ

คำอธิบาย	เคลวิน	เซลเซียส	ฟาเรนไฮต์	นิวตัน	โรเมอร์
ศูนย์สัมบูรณ์		−273.15	−459.67	−90.14	−218.52
อุณหภูมิหลอมละลายของส่วนผสมฟาเรนไฮต์ (เกลือและน้ำแข็งในปริมาณเท่ากัน)	255.37	−17.78		−5.87	−14.22
จุดเยือกแข็งของน้ำ (สภาวะปกติ)	273.15
อุณหภูมิร่างกายมนุษย์โดยเฉลี่ย ¹	310.0	36.8	98.2	12.21	29.6
จุดเดือดของน้ำ (สภาวะปกติ)	373.15
อุณหภูมิพื้นผิวแสงอาทิตย์	5800	5526	9980	1823	4421

¹ อุณหภูมิร่างกายมนุษย์ปกติคือ 36.6 °C ±0.7 °C หรือ 98.2 °F ±1.3 °F ค่าที่ยกมาโดยทั่วไปคือ 98.6 °F คือการแปลงค่าที่แน่นอนเป็นฟาเรนไฮต์ของค่าเยอรมันในศตวรรษที่ 19 ที่ 37 °C เนื่องจากค่านี้ไม่อยู่ในช่วงอุณหภูมิปกติตามแนวคิดสมัยใหม่ เราจึงสามารถพูดได้ว่าค่านี้มีความแม่นยำมากเกินไป (ไม่ถูกต้อง) ค่าบางค่าในตารางนี้ถูกปัดเศษแล้ว

การเปรียบเทียบระดับฟาเรนไฮต์และเซลเซียส

(ของ- ระดับฟาเรนไฮต์ oC- ระดับเซลเซียส)

โอเอฟ	โอค		โอเอฟ	โอค		โอเอฟ	โอค		โอเอฟ	โอค
459.67 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -190 -180 -170 -160 -150 -140 -130 -120 -110 -100 -95 -90 -85 -80 -75 -70 -65	273.15 -267.8 -240.0 -212.2 -184.4 -156.7 -128.9 -123.3 -117.8 -112.2 -106.7 -101.1 -95.6 -90.0 -84.4 -78.9 -73.3 -70.6 -67.8 -65.0 -62.2 -59.4 -56.7 -53.9		60 -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -19 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5	51.1 -48.3 -45.6 -42.8 -40.0 -37.2 -34.4 -31.7 -28.9 -28.3 -27.8 -27.2 -26.7 -26.1 -25.6 -25.0 -24.4 -23.9 -23.3 -22.8 -22.2 -21.7 -21.1 -20.6		4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19	20.0 -19.4 -18.9 -18.3 -17.8 -17.2 -16.7 -16.1 -15.6 -15.0 -14.4 -13.9 -13.3 -12.8 -12.2 -11.7 -11.1 -10.6 -10.0 -9.4 -8.9 -8.3 -7.8 -7.2		20 21 22 23 24 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 125 150 200	6.7 -6.1 -5.6 -5.0 -4.4 -3.9 -1.1 1.7 4.4 7.2 10.0 12.8 15.6 18.3 21.1 23.9 26.7 29.4 32.2 35.0 37.8 51.7 65.6 93.3

หากต้องการแปลงองศาเซลเซียสเป็นเคลวิน คุณต้องใช้สูตร ที=ที+ที 0โดยที่ T คืออุณหภูมิเป็นเคลวิน t คืออุณหภูมิเป็นองศาเซลเซียส T 0 = 273.15 เคลวิน ขนาดขององศาเซลเซียสเท่ากับเคลวิน

อุณหภูมิเป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะของสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ของระบบมหภาค อุณหภูมิจะเท่ากันสำหรับทุกส่วนของระบบแยกที่อยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ หากระบบทางอุณหพลศาสตร์แบบแยกเดี่ยวไม่อยู่ในสมดุล การเปลี่ยนแปลงของพลังงาน (การถ่ายเทความร้อน) จากส่วนที่ร้อนกว่าของระบบไปเป็นส่วนที่ร้อนน้อยกว่าเมื่อเวลาผ่านไปจะนำไปสู่การปรับอุณหภูมิให้เท่ากันทั่วทั้งระบบ (กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์) ภายใต้สภาวะสมดุล อุณหภูมิจะแปรผันตามพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคต่างๆ ในร่างกาย

ไม่สามารถวัดอุณหภูมิได้โดยตรง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะตัดสินโดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ของร่างกาย (ปริมาตร ความดัน ความต้านทานไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้า ความเข้มของรังสี ฯลฯ) ที่เกี่ยวข้องกันโดยเฉพาะ (ที่เรียกว่าคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์) วิธีการวัดอุณหภูมิใดๆ ก็ตามเกี่ยวข้องกับการกำหนดระดับอุณหภูมิ

วิธีการวัดอุณหภูมิจะแตกต่างกันไปตามช่วงอุณหภูมิที่วัดได้ต่างกัน ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการวัดและความแม่นยำที่ต้องการ พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก: การติดต่อและไม่ติดต่อ วิธีการสัมผัสมีลักษณะเฉพาะคืออุปกรณ์วัดอุณหภูมิของตัวกลางจะต้องอยู่ในสมดุลทางความร้อนด้วยเช่น มีอุณหภูมิเท่ากับเธอ ส่วนประกอบหลักของเครื่องมือทั้งหมดสำหรับการวัดอุณหภูมิคือองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนซึ่งรับรู้ถึงคุณสมบัติทางเทอร์โมเมตริก และอุปกรณ์ตรวจวัดที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบนั้น

ตามทฤษฎีจลน์ของโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติ อุณหภูมิคือปริมาณที่แสดงลักษณะเฉพาะของพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่ในเชิงการแปลของโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติ เมื่อคำนึงถึงความหมายทางอุณหพลศาสตร์ของอุณหภูมิ เราสามารถลดการวัดอุณหภูมิของร่างกายใดๆ ลงเหลือเพียงการวัดพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติ

อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ไม่ใช่พลังงานของโมเลกุลที่วัดด้วยความเร็ว แต่เป็นความดันก๊าซซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพลังงาน

ตามทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุลของก๊าซในอุดมคติ อุณหภูมิ ตเป็นหน่วยวัดพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงแปลของโมเลกุล:

ที่ไหน
เจ/ซี– ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์;

ต– อุณหภูมิสัมบูรณ์เป็นเคลวิน

สมการพื้นฐานของทฤษฎีจลน์ศาสตร์ระดับโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติ ซึ่งทำให้เกิดการพึ่งพาแรงดัน จากพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่เชิงแปลของโมเลกุลก๊าซมีรูปแบบดังนี้

, (2)

ที่ไหน – จำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตร เช่น ความเข้มข้น.

การใช้สมการ (1) และ (2) เราได้รับการพึ่งพา

(3)

ระหว่างความดันและอุณหภูมิ ซึ่งช่วยให้เราพิสูจน์ได้ว่าความดันของก๊าซในอุดมคตินั้นเป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิสัมบูรณ์และความเข้มข้นของโมเลกุล โดยที่

(4)

การวัดอุณหภูมิขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงทางการทดลองสองประการต่อไปนี้:

ก) หากมีวัตถุสองชิ้น ซึ่งแต่ละวัตถุอยู่ในสมดุลความร้อนโดยมีวัตถุที่สามเหมือนกัน วัตถุทั้งสามจะมีอุณหภูมิเท่ากัน

b) การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในพารามิเตอร์อย่างน้อยหนึ่งตัวเสมอโดยไม่นับอุณหภูมิซึ่งเป็นลักษณะของร่างกายเช่นปริมาตรความดันการนำไฟฟ้าเป็นต้น ครั้งแรกของ ข้อกำหนดเหล่านี้ทำให้คุณสามารถเปรียบเทียบอุณหภูมิของร่างกายต่างๆ ได้โดยไม่ต้องสัมผัสตัวเอง

ตำแหน่งที่สองให้คุณเลือกพารามิเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งเป็นเทอร์โมเมตริก

โดยทั่วไป อุณหภูมิหมายถึงอนุพันธ์ของพลังงานโดยรวมโดยคำนึงถึงเอนโทรปีของมัน อุณหภูมิที่กำหนดในลักษณะนี้จะเป็นบวกเสมอ (เนื่องจากพลังงานจลน์เป็นบวกเสมอ) จึงเรียกว่าอุณหภูมิหรืออุณหภูมิตามระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์และแสดงแทน ต- หน่วย SI (International System of Units) ของอุณหภูมิสัมบูรณ์คือเคลวิน ( ถึง- ดู "บทนำ" อุณหภูมิมักวัดเป็นหน่วยเซลเซียส (
) มันเกี่ยวข้องกับ ต (ถึง) ความเท่าเทียมกัน

;
(5)

ที่ไหน
– ค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนของการขยายตัวตามปริมาตรของก๊าซ

• อุณหภูมิ (จากอุณหภูมิภาษาละติน - การผสมที่เหมาะสม สภาวะปกติ) เป็นปริมาณทางกายภาพที่กำหนดลักษณะระบบทางอุณหพลศาสตร์และแสดงออกในเชิงปริมาณแนวคิดตามสัญชาตญาณของระดับความร้อนต่างๆ ของร่างกาย

  สิ่งมีชีวิตสามารถรับรู้ความรู้สึกร้อนและเย็นได้โดยตรงผ่านประสาทสัมผัสของตน อย่างไรก็ตาม การระบุอุณหภูมิอย่างแม่นยำจำเป็นต้องวัดอุณหภูมิอย่างเป็นกลางโดยใช้เครื่องมือ อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์และวัดอุณหภูมิเชิงประจักษ์ที่เรียกว่า ในระดับอุณหภูมิเชิงประจักษ์ จะมีการกำหนดจุดอ้างอิงสองจุดและจำนวนการแบ่งระหว่างจุดเหล่านั้น - นี่คือวิธีการใช้เซลเซียส ฟาเรนไฮต์ และสเกลอื่นๆ ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน อุณหภูมิสัมบูรณ์ที่วัดได้ในหน่วยเคลวินจะถูกป้อนทีละจุดอ้างอิง โดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าโดยธรรมชาติแล้ว มีขีดจำกัดอุณหภูมิขั้นต่ำ - ศูนย์สัมบูรณ์ ค่าอุณหภูมิด้านบนถูกจำกัดโดยอุณหภูมิพลังค์

  หากระบบอยู่ในสมดุลความร้อน อุณหภูมิของชิ้นส่วนทั้งหมดจะเท่ากัน มิฉะนั้น พลังงานจะถูกถ่ายโอนในระบบจากส่วนที่ร้อนกว่าของระบบไปยังส่วนที่ร้อนน้อยกว่า ซึ่งนำไปสู่การปรับอุณหภูมิในระบบให้เท่ากัน และเราพูดถึงการกระจายอุณหภูมิในระบบหรือสนามอุณหภูมิสเกลาร์ ในอุณหพลศาสตร์ อุณหภูมิคือปริมาณทางอุณหพลศาสตร์แบบเข้มข้น

  นอกจากอุณหพลศาสตร์แล้ว คำจำกัดความอื่นๆ ของอุณหภูมิยังสามารถนำมาใช้ในสาขาฟิสิกส์อื่นๆ ได้ด้วย ทฤษฎีจลน์ศาสตร์ระดับโมเลกุลแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเป็นสัดส่วนกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคในระบบ อุณหภูมิกำหนดการกระจายตัวของอนุภาคของระบบตามระดับพลังงาน (ดูสถิติของ Maxwell - Boltzmann) การกระจายของอนุภาคตามความเร็ว (ดูการกระจายของ Maxwell) ระดับของการแตกตัวเป็นไอออนของสสาร (ดูสมการสห) ความหนาแน่นของรังสีสเปกตรัม ( ดูสูตรพลังค์) ความหนาแน่นของการแผ่รังสีปริมาตรรวม (ดูกฎของ Stefan-Boltzmann) ฯลฯ อุณหภูมิที่รวมเป็นพารามิเตอร์ในการแจกแจงของ Boltzmann มักเรียกว่าอุณหภูมิกระตุ้นในการกระจายของ Maxwell - อุณหภูมิจลน์ในสูตร Saha - ไอออไนซ์ อุณหภูมิในกฎหมาย Stefan-Boltzmann - อุณหภูมิการแผ่รังสี สำหรับระบบที่อยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ พารามิเตอร์ทั้งหมดเหล่านี้จะเท่ากัน และเรียกง่ายๆ ว่าอุณหภูมิของระบบ

  ในระบบปริมาณระหว่างประเทศ (ISQ) อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์จะถูกเลือกให้เป็นหนึ่งในปริมาณทางกายภาพพื้นฐานเจ็ดปริมาณของระบบ ในระบบหน่วยสากล (SI) ซึ่งอิงตามระบบหน่วยสากล หน่วยของอุณหภูมินี้ซึ่งเรียกว่าเคลวิน เป็นหนึ่งในหน่วย SI ฐานทั้งเจ็ด ในระบบ SI และในทางปฏิบัติ อุณหภูมิเซลเซียสก็ใช้เช่นกัน โดยมีหน่วยเป็นองศาเซลเซียส (°C) ซึ่งมีขนาดเท่ากับเคลวิน วิธีนี้สะดวก เนื่องจากกระบวนการทางภูมิอากาศส่วนใหญ่บนโลกและกระบวนการในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตมีความเกี่ยวข้องกับช่วงตั้งแต่ -50 ถึง +50 °C

ทุกคนต้องเผชิญกับแนวคิดเรื่องอุณหภูมิทุกวัน คำนี้เข้ามาในชีวิตประจำวันของเราอย่างมั่นคง: เราอุ่นอาหารในเตาไมโครเวฟหรือปรุงอาหารในเตาอบเราสนใจสภาพอากาศภายนอกหรือค้นหาว่าน้ำในแม่น้ำเย็นหรือไม่ - ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับแนวคิดนี้ . อุณหภูมิคืออะไร พารามิเตอร์ทางกายภาพนี้หมายถึงอะไร วัดได้อย่างไร เราจะตอบคำถามเหล่านี้และคำถามอื่น ๆ ในบทความ

ปริมาณทางกายภาพ

ลองดูอุณหภูมิจากมุมมองของระบบแยกในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ คำนี้มาจากภาษาละตินและหมายถึง "ส่วนผสมที่เหมาะสม" "สภาวะปกติ" "สัดส่วน" ปริมาณนี้แสดงลักษณะเฉพาะของสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ของระบบมหภาคใดๆ ในกรณีที่ระบบแยกออกจากสมดุล เมื่อเวลาผ่านไปจะเกิดการเปลี่ยนแปลงของพลังงานจากวัตถุที่ให้ความร้อนมากกว่าไปเป็นวัตถุที่มีความร้อนน้อยกว่า ผลลัพธ์ที่ได้คือการปรับสมดุล (การเปลี่ยนแปลง) ของอุณหภูมิทั่วทั้งระบบ นี่เป็นสมมุติฐานข้อแรก (กฎศูนย์) ของอุณหพลศาสตร์

อุณหภูมิเป็นตัวกำหนดการกระจายตัวของอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบของระบบตามระดับพลังงานและความเร็ว ระดับของการแตกตัวเป็นไอออนของสาร คุณสมบัติของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่สมดุลของร่างกาย และความหนาแน่นของรังสีตามปริมาตรรวม เนื่องจากสำหรับระบบที่อยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ พารามิเตอร์ที่ระบุไว้จะเท่ากัน จึงมักเรียกว่าอุณหภูมิของระบบ

พลาสมา

นอกจากร่างกายที่สมดุลแล้วยังมีระบบที่สถานะมีลักษณะเป็นค่าอุณหภูมิหลายค่าที่ไม่เท่ากัน ตัวอย่างที่ดีคือพลาสมา ประกอบด้วยอิเล็กตรอน (อนุภาคที่มีประจุเบา) และไอออน (อนุภาคที่มีประจุหนัก) เมื่อพวกมันชนกัน การถ่ายโอนพลังงานอย่างรวดเร็วจะเกิดขึ้นจากอิเล็กตรอนสู่อิเล็กตรอน และจากไอออนสู่ไอออน แต่ระหว่างองค์ประกอบที่ต่างกันจะมีการเปลี่ยนแปลงที่ช้า พลาสมาสามารถอยู่ในสถานะที่อิเล็กตรอนและไอออนแต่ละตัวอยู่ใกล้สมดุล ในกรณีนี้ สามารถใช้อุณหภูมิแยกกันสำหรับอนุภาคแต่ละประเภทได้ อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์เหล่านี้จะแตกต่างกัน

แม่เหล็ก

ในร่างกายที่อนุภาคมีโมเมนต์แม่เหล็ก การถ่ายโอนพลังงานมักจะเกิดขึ้นอย่างช้าๆ จากระดับความเป็นอิสระในการแปลไปสู่ระดับแม่เหล็ก ซึ่งสัมพันธ์กับความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนทิศทางของโมเมนต์ ปรากฎว่ามีสภาวะที่ร่างกายมีอุณหภูมิไม่ตรงกับพารามิเตอร์จลน์ มันสอดคล้องกับการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของอนุภาคมูลฐาน อุณหภูมิแม่เหล็กกำหนดส่วนหนึ่งของพลังงานภายใน มันสามารถเป็นได้ทั้งบวกและลบ ในระหว่างกระบวนการปรับสมดุล พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากอนุภาคที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังอนุภาคที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า หากอนุภาคทั้งสองมีค่าเป็นบวกหรือลบ ในสถานการณ์ตรงกันข้าม กระบวนการนี้จะดำเนินการในทิศทางตรงกันข้าม - อุณหภูมิติดลบจะ "สูงกว่า" มากกว่าอุณหภูมิบวก

เหตุใดจึงจำเป็น?

ความขัดแย้งก็คือ คนทั่วไปไม่จำเป็นต้องทราบอุณหภูมิด้วยซ้ำในการดำเนินกระบวนการวัดทั้งในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรม จะเพียงพอสำหรับเขาที่จะเข้าใจว่านี่คือระดับความร้อนของวัตถุหรือสภาพแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราคุ้นเคยกับคำศัพท์เหล่านี้มาตั้งแต่เด็ก แท้จริงแล้ว เครื่องมือที่ใช้งานจริงส่วนใหญ่ที่ออกแบบมาเพื่อวัดพารามิเตอร์นี้จริงๆ แล้ววัดคุณสมบัติอื่นๆ ของสารที่เปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับระดับการให้ความร้อนหรือความเย็น ตัวอย่างเช่น ความดัน ความต้านทานไฟฟ้า ปริมาตร ฯลฯ นอกจากนี้ การอ่านดังกล่าวจะได้รับการคำนวณใหม่ด้วยตนเองหรือโดยอัตโนมัติตามค่าที่ต้องการ

ปรากฎว่าเพื่อกำหนดอุณหภูมิไม่จำเป็นต้องเรียนฟิสิกส์ ประชากรส่วนใหญ่ในโลกของเราใช้ชีวิตตามหลักการนี้ หากทีวีใช้งานได้ ก็ไม่จำเป็นต้องเข้าใจกระบวนการชั่วคราวของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เพื่อศึกษาว่ากระแสไฟฟ้ามาจากไหนในเต้ารับ หรือสัญญาณมาถึงจานดาวเทียมอย่างไร ผู้คนคุ้นเคยกับความจริงที่ว่าในทุกพื้นที่มีผู้เชี่ยวชาญที่สามารถซ่อมแซมหรือแก้ไขข้อบกพร่องของระบบได้ คนทั่วไปไม่ต้องการเครียดสมองเพราะการดูละครหรือฟุตบอลบน "กล่อง" ขณะจิบเบียร์เย็นๆ จะดีกว่ามาก

และฉันต้องการที่จะรู้

แต่ก็มีผู้คนจำนวนหนึ่ง ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นนักเรียนที่ถูกบังคับให้เรียนฟิสิกส์และตัดสินว่าอุณหภูมิที่แท้จริงคือเท่าใด ไม่ว่าจะด้วยความอยากรู้หรือความจำเป็นก็ตาม ด้วยเหตุนี้ ในการค้นหา พวกเขาพบว่าตนเองอยู่ในป่าแห่งอุณหพลศาสตร์และศึกษากฎข้อที่หนึ่งและสองของมัน นอกจากนี้จิตใจที่อยากรู้อยากเห็นจะต้องเข้าใจวัฏจักรคาร์โนต์และเอนโทรปี และเมื่อสิ้นสุดการเดินทาง เขาอาจจะยอมรับว่าการกำหนดอุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์ของระบบระบายความร้อนแบบพลิกกลับได้ ซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับประเภทของสารทำงาน จะไม่เพิ่มความชัดเจนให้กับแนวคิดนี้ และเช่นเดียวกัน ส่วนที่มองเห็นได้จะเป็นระดับหนึ่งที่ระบบหน่วยสากล (SI) ยอมรับ

อุณหภูมิเป็นพลังงานจลน์

แนวทางที่ "จับต้องได้" มากขึ้นเรียกว่าทฤษฎีจลน์ศาสตร์ของโมเลกุล จากนั้นจึงเกิดแนวคิดที่ว่าความร้อนถือเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ตัวอย่างเช่น พลังงานจลน์ของโมเลกุลและอะตอม ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่มีค่าเฉลี่ยเหนืออนุภาคที่เคลื่อนที่อย่างวุ่นวายจำนวนมาก กลายเป็นการวัดสิ่งที่เรียกกันทั่วไปว่าอุณหภูมิของร่างกาย ดังนั้นอนุภาคในระบบทำความร้อนจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าในระบบเย็น

เนื่องจากคำที่เป็นปัญหามีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของกลุ่มอนุภาค จึงค่อนข้างเป็นธรรมชาติที่จะใช้จูลเป็นหน่วยวัดอุณหภูมิ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นซึ่งอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าพลังงานของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอนุภาคมูลฐานมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับจูล ดังนั้นจึงไม่สะดวกในการใช้งาน การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนวัดเป็นหน่วยที่ได้มาจากจูลโดยใช้ปัจจัยการแปลงพิเศษ

หน่วยอุณหภูมิ

ปัจจุบันมีการใช้หน่วยหลักสามหน่วยเพื่อแสดงพารามิเตอร์นี้ ในประเทศเราปกติแล้วอุณหภูมิจะวัดเป็นองศาเซลเซียส หน่วยการวัดนี้ขึ้นอยู่กับจุดแข็งตัวของน้ำ - ค่าสัมบูรณ์ มันคือจุดเริ่มต้น นั่นคืออุณหภูมิของน้ำที่น้ำแข็งเริ่มก่อตัวเป็นศูนย์ ในกรณีนี้ น้ำทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานที่เป็นแบบอย่าง อนุสัญญานี้ได้รับการรับรองเพื่อความสะดวก ค่าสัมบูรณ์ที่สองคืออุณหภูมิไอ ซึ่งก็คือช่วงเวลาที่น้ำเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซ

หน่วยถัดไปคือองศาเคลวิน ต้นกำเนิดของระบบนี้ถือเป็นจุดศูนย์สัมบูรณ์ ดังนั้น หนึ่งองศาเคลวินเท่ากับหนึ่งองศาเซลเซียส ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือจุดเริ่มต้น เราพบว่าศูนย์เคลวินจะเท่ากับลบ 273.16 องศาเซลเซียส ในปีพ.ศ. 2497 ที่ประชุมใหญ่ว่าด้วยการชั่งน้ำหนักและการวัดได้ตัดสินใจเปลี่ยนคำว่า "เคลวิน" เป็นหน่วยอุณหภูมิเป็น "เคลวิน"

หน่วยวัดที่ยอมรับกันทั่วไปอันดับสามคือองศาฟาเรนไฮต์ จนถึงปี 1960 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกประเทศที่พูดภาษาอังกฤษ อย่างไรก็ตามหน่วยนี้ยังคงใช้ในชีวิตประจำวันในสหรัฐอเมริกา ระบบมีความแตกต่างโดยพื้นฐานจากที่อธิบายไว้ข้างต้น อุณหภูมิเยือกแข็งของส่วนผสมของเกลือ แอมโมเนีย และน้ำในอัตราส่วน 1:1:1 ถือเป็นจุดเริ่มต้น ดังนั้น ในระดับฟาเรนไฮต์ จุดเยือกแข็งของน้ำคือบวก 32 องศา และจุดเดือดคือบวก 212 องศา ในระบบนี้ หนึ่งองศาเท่ากับ 1/180 ของความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิเหล่านี้ ดังนั้นช่วงตั้งแต่ 0 ถึง +100 องศาฟาเรนไฮต์จึงสอดคล้องกับช่วงตั้งแต่ -18 ถึง +38 องศาเซลเซียส

อุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์

เรามาดูกันว่าพารามิเตอร์นี้หมายถึงอะไร ศูนย์สัมบูรณ์คือค่าของอุณหภูมิจำกัดซึ่งความดันของก๊าซในอุดมคติจะกลายเป็นศูนย์สำหรับปริมาตรคงที่ นี่คือค่าที่ต่ำที่สุดในธรรมชาติ ดังที่มิคาอิโล โลโมโนซอฟทำนายไว้ “นี่คือระดับความหนาวเย็นที่ยิ่งใหญ่ที่สุดหรือครั้งสุดท้าย” จากนี้เป็นไปตามกฎเคมีของอาโวกาโดร กล่าวคือ ก๊าซที่มีปริมาตรเท่ากันซึ่งมีอุณหภูมิและความดันเท่ากัน มีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน ต่อจากนี้จะมีอะไรบ้าง? มีอุณหภูมิต่ำสุดของก๊าซที่ความดันหรือปริมาตรเป็นศูนย์ ค่าสัมบูรณ์นี้สอดคล้องกับศูนย์เคลวินหรือ 273 องศาเซลเซียส

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจบางประการเกี่ยวกับระบบสุริยะ

อุณหภูมิบนพื้นผิวดวงอาทิตย์สูงถึง 5,700 เคลวิน และที่ใจกลางแกนกลาง - 15 ล้านเคลวิน ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะมีความแตกต่างกันอย่างมากในแง่ของระดับความร้อน ดังนั้นอุณหภูมิของแกนโลกของเราจึงประมาณเท่ากับอุณหภูมิบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ ดาวพฤหัสบดีถือเป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุด อุณหภูมิที่ใจกลางแกนกลางของมันสูงกว่าพื้นผิวดวงอาทิตย์ถึงห้าเท่า แต่ค่าพารามิเตอร์ต่ำสุดถูกบันทึกไว้บนพื้นผิวดวงจันทร์ - มีเพียง 30 เคลวิน ค่านี้ต่ำกว่าบนพื้นผิวดาวพลูโตด้วยซ้ำ

ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับโลก

1. อุณหภูมิสูงสุดที่มนุษย์บันทึกไว้คือ 4 พันล้านองศาเซลเซียส ค่านี้สูงกว่าอุณหภูมิแกนกลางดวงอาทิตย์ถึง 250 เท่า บันทึกนี้จัดทำโดยห้องปฏิบัติการธรรมชาติบรูกเฮเวนในนิวยอร์กด้วยเครื่องชนไอออน ซึ่งมีความยาวประมาณ 4 กิโลเมตร

2. อุณหภูมิบนโลกของเราไม่ได้เหมาะสมและสบายเสมอไป ตัวอย่างเช่น ในเมือง Verkhnoyansk ใน Yakutia อุณหภูมิในฤดูหนาวจะลดลงเหลือ -45 องศาเซลเซียส แต่ในเมือง Dallol ของเอธิโอเปีย สถานการณ์กลับตรงกันข้าม ที่นั่นอุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีอยู่ที่บวก 34 องศา

3. สภาพการทำงานที่รุนแรงที่สุดที่ผู้คนทำงานนั้นบันทึกไว้ในเหมืองทองคำในแอฟริกาใต้ คนงานเหมืองทำงานที่ความลึก 3 กิโลเมตรที่อุณหภูมิบวก 65 องศาเซลเซียส

อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์

อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์(ภาษาอังกฤษ) อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์, เยอรมัน อุณหภูมิเทอร์โมไดนามิกส์), หรือ อุณหภูมิสัมบูรณ์(ภาษาอังกฤษ) อุณหภูมิสัมบูรณ์, เยอรมัน อุณหภูมิสัมบูรณ์) เป็นฟังก์ชันเดียวของสถานะของระบบเทอร์โมไดนามิกส์ที่กำหนดลักษณะทิศทางของการแลกเปลี่ยนความร้อนที่เกิดขึ้นเองระหว่างวัตถุ (ระบบ)

อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์แสดงด้วยตัวอักษร T (\displaystyle T) วัดเป็นเคลวิน (แสดงด้วย K) และวัดด้วยมาตราส่วนเทอร์โมไดนามิกส์สัมบูรณ์ (มาตราส่วนเคลวิน) มาตราส่วนอุณหพลศาสตร์สัมบูรณ์เป็นมาตราส่วนพื้นฐานในฟิสิกส์และในสมการของอุณหพลศาสตร์

ในส่วนของทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล เชื่อมโยงอุณหภูมิสัมบูรณ์กับพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงแปลของโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติภายใต้สภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์:

1 2 m v ¯ 2 = 3 2 k T , (\displaystyle (\frac (1)(2))m(\bar (v))^(2)=(\frac (3)(2))kT,)

โดยที่ m (\displaystyle m) ─มวลโมเลกุล, v เค้าโครง (\displaystyle (\bar (v))) ─ รากหมายถึงความเร็วกำลังสองของการเคลื่อนที่เชิงแปลของโมเลกุล T (\displaystyle T) ─อุณหภูมิสัมบูรณ์, k (\displaystyle k ) ─คงที่ Boltzmann

เรื่องราว

การวัดอุณหภูมิเป็นแนวทางที่ยาวนานและยากลำบากในการพัฒนา เนื่องจากไม่สามารถวัดอุณหภูมิได้โดยตรง จึงใช้คุณสมบัติของวัตถุเทอร์โมเมตริกซึ่งขึ้นอยู่กับหน้าที่การใช้งานของอุณหภูมิจึงถูกนำมาใช้ในการวัด บนพื้นฐานนี้มีการพัฒนาระดับอุณหภูมิต่าง ๆ ที่เรียกว่า เชิงประจักษ์และอุณหภูมิที่วัดได้ด้วยความช่วยเหลือเรียกว่าเชิงประจักษ์ ข้อเสียที่สำคัญของเครื่องชั่งเชิงประจักษ์คือการขาดความต่อเนื่องและความคลาดเคลื่อนระหว่างค่าอุณหภูมิสำหรับวัตถุเทอร์โมเมตริกที่แตกต่างกัน: ทั้งระหว่างจุดอ้างอิงและนอกเหนือจากนั้น การขาดความต่อเนื่องของสเกลเชิงประจักษ์เกิดจากการไม่มีสารในธรรมชาติที่สามารถรักษาคุณสมบัติของมันไว้ตลอดช่วงอุณหภูมิที่เป็นไปได้ทั้งหมด ในปี ค.ศ. 1848 ทอมสัน (ลอร์ด เคลวิน) เสนอให้เลือกระดับอุณหภูมิในลักษณะที่ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติจะเท่าเดิมภายในขีดจำกัด ต่อมาในปี ค.ศ. 1854 เขาเสนอให้ใช้ฟังก์ชันคาร์โนต์ผกผันเพื่อสร้างมาตราส่วนทางอุณหพลศาสตร์โดยไม่ขึ้นกับคุณสมบัติของวัตถุเทอร์โมเมตริก อย่างไรก็ตามการนำแนวคิดนี้ไปปฏิบัติในทางปฏิบัติกลับกลายเป็นว่าเป็นไปไม่ได้ ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 เพื่อค้นหาอุปกรณ์วัดอุณหภูมิ "สัมบูรณ์" พวกเขากลับไปสู่แนวคิดของเครื่องวัดอุณหภูมิก๊าซในอุดมคติตามกฎของก๊าซในอุดมคติของ Gay-Lussac และ Charles เทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สเป็นวิธีเดียวที่จะสร้างอุณหภูมิสัมบูรณ์มาเป็นเวลานาน ทิศทางใหม่ในการสร้างสเกลอุณหภูมิสัมบูรณ์ขึ้นอยู่กับการใช้สมการสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ในเทอร์โมมิเตอร์แบบไม่สัมผัสและสมการของแฮร์รี (แฮร์รี) นิวควิสต์ในเทอร์โมมิเตอร์แบบสัมผัส

พื้นฐานทางกายภาพสำหรับการสร้างมาตราส่วนอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์

1. โดยหลักการแล้ว สเกลอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์สามารถสร้างขึ้นได้บนพื้นฐานของทฤษฎีบทของการ์โนต์ ซึ่งระบุว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของของไหลทำงานและการออกแบบของเครื่องยนต์ และขึ้นอยู่กับเฉพาะ อุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนและตู้เย็น

η = Q 1 − Q 2 Q 1 = T 1 − T 2 T 1 , (\displaystyle \eta =(\frac (Q_(1)-Q_(2))(Q_(1)))=(\frac ( T_(1)-T_(2))(T_(1))),)

โดยที่ Q 1 (\displaystyle Q_(1)) คือปริมาณความร้อนที่ได้รับจากของไหลทำงาน (ก๊าซในอุดมคติ) จากเครื่องทำความร้อน Q 2 (\displaystyle Q_(2)) คือปริมาณความร้อนที่ได้รับจากของไหลทำงาน ตู้เย็น, T 1 , T 2 ( \displaystyle T_(1),T_(2)) - อุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนและตู้เย็น ตามลำดับ

จากสมการข้างต้นเป็นไปตามความสัมพันธ์:

คำถาม 1 คำถาม 2 = T 1 T 2 . (\displaystyle (\frac (Q_(1))(Q_(2)))=(\frac (T_(1))(T_(2)))))

ความสัมพันธ์นี้สามารถนำมาใช้ในการสร้างได้ อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์สัมบูรณ์- ถ้าหนึ่งในกระบวนการไอโซเทอร์มอลของวัฏจักรการ์โนต์ Q 3 (\displaystyle Q_(3)) เกิดขึ้นที่อุณหภูมิของจุดสามจุดของน้ำ (จุดอ้างอิง) ให้ตั้งค่าตามอำเภอใจ ─ T 3 = 273, 16 K, (\ รูปแบบการแสดงผล T_(3)=273(, )16\,K,) ดังนั้นอุณหภูมิอื่นๆ จะถูกกำหนดโดยสูตร T = 273, 16 Q Q 3 (\displaystyle T=273(,)16(\frac (Q)( ถาม_(3)))) . ระดับอุณหภูมิที่กำหนดในลักษณะนี้เรียกว่า สเกลเคลวินทางอุณหพลศาสตร์- น่าเสียดายที่ความแม่นยำในการวัดปริมาณความร้อนต่ำซึ่งไม่อนุญาตให้นำวิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้นไปปฏิบัติในทางปฏิบัติ

2. สามารถสร้างสเกลอุณหภูมิสัมบูรณ์ได้หากใช้ก๊าซในอุดมคติเป็นตัววัดอุณหภูมิ ที่จริงแล้ว สมการคลาเปรองแสดงถึงความสัมพันธ์

ที = พี วี อาร์ . (\displaystyle T=(\frac (pV)(R)).)

หากคุณวัดความดันของก๊าซที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับอุดมคติ ซึ่งอยู่ในภาชนะปิดผนึกที่มีปริมาตรคงที่ ด้วยวิธีนี้ คุณจะสามารถสร้างระดับอุณหภูมิได้ ซึ่งเรียกว่า อุดมคติก๊าซข้อดีของมาตราส่วนนี้คือความดันของก๊าซในอุดมคติที่ V = c o n s t (\displaystyle V=const) จะแปรผันเป็นเส้นตรงกับอุณหภูมิ เนื่องจากแม้แต่ก๊าซที่มีการทำให้บริสุทธิ์สูงก็ยังมีคุณสมบัติแตกต่างจากก๊าซในอุดมคติอยู่บ้าง การใช้มาตราส่วนก๊าซในอุดมคติจึงเกี่ยวข้องกับปัญหาบางประการ

3. หนังสือเรียนเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์หลายเล่มเป็นหลักฐานว่าอุณหภูมิที่วัดด้วยมาตราส่วนก๊าซในอุดมคตินั้นเกิดขึ้นพร้อมกับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ควรจองล่วงหน้า: แม้ว่าในเชิงตัวเลขแล้ว เครื่องชั่งทางอุณหพลศาสตร์และก๊าซในอุดมคติจะเหมือนกันทุกประการ แต่จากมุมมองเชิงคุณภาพ ก็มีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างเครื่องชั่งเหล่านั้น มีเพียงมาตราส่วนทางอุณหพลศาสตร์เท่านั้นที่ไม่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารเทอร์โมเมตริกโดยสิ้นเชิง

4. ตามที่ระบุไว้แล้ว การสร้างสเกลทางอุณหพลศาสตร์ที่แม่นยำรวมถึงสเกลก๊าซในอุดมคตินั้นเต็มไปด้วยปัญหาร้ายแรง ในกรณีแรก จำเป็นต้องวัดปริมาณความร้อนที่จ่ายและกำจัดออกอย่างระมัดระวังในกระบวนการรักษาอุณหภูมิของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติ การวัดแบบนี้ไม่ถูกต้อง การจำลองระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ (ก๊าซในอุดมคติ) ในช่วงตั้งแต่ 10 ถึง 1337 K สามารถทำได้โดยใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊ส ที่อุณหภูมิสูงขึ้นจะสังเกตเห็นการแพร่กระจายของก๊าซจริงผ่านผนังถังได้ชัดเจนและที่อุณหภูมิหลายพันองศาก๊าซโพลีอะตอมมิกจะสลายตัวเป็นอะตอม ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ก๊าซจริงจะแตกตัวเป็นไอออนและกลายเป็นพลาสมา ซึ่งไม่เป็นไปตามสมการของ Clapeyron อุณหภูมิต่ำสุดที่สามารถวัดได้ด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สที่เติมฮีเลียมที่ความดันต่ำคือ 1 K ในการวัดอุณหภูมิที่เกินความสามารถของเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สจึงใช้วิธีการวัดแบบพิเศษ ดูรายละเอียดเพิ่มเติม เทอร์โมมิเตอร์.

การกำหนดจุดไหลเท

การรบกวนหลักในระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงที่อุณหภูมิต่ำนั้นสัมพันธ์กับจุดขุ่นมัวและจุดไหลของน้ำมันเชื้อเพลิง เชื้อเพลิงดีเซลต่างจากน้ำมันเบนซินตรงที่ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนจำนวนมากซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูง โดยหลักๆ คือพาราฟินิก (อัลเคน) และไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก

เมื่ออุณหภูมิลดลง ไฮโดรคาร์บอนที่หลอมละลายมากที่สุดจะหลุดออกจากเชื้อเพลิงในรูปของผลึกที่มีรูปร่างต่างๆ และเชื้อเพลิงจะมีเมฆมาก อุณหภูมิสูงสุดที่เชื้อเพลิงสูญเสียความโปร่งใสเรียกว่า จุดเมฆ- ในเวลาเดียวกันน้ำมันเชื้อเพลิงจะไม่สูญเสียคุณสมบัติการไหล ค่าความหนืดจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ผลึกที่เจาะผ่านตัวกรองหยาบจะก่อตัวเป็นฟิล์มที่ไม่สามารถซึมผ่านไปยังเชื้อเพลิงบนตัวกรองละเอียดได้ ซึ่งจะทำให้การจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงหยุดลง ตามกฎแล้วจุดเมฆควรอยู่ที่ 3-5 °C ต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม ด้วยการระบายความร้อนของน้ำมันดีเซลเพิ่มเติม คริสตัลแต่ละอันจะรวมตัวกันเป็นกรอบที่แทรกซึมเข้าไปในเชื้อเพลิงทั้งหมดและเกาะติดกับเชื้อเพลิง น้ำมันเชื้อเพลิงสูญเสียความลื่นไหล

เมื่อน้ำมันเชื้อเพลิงเย็นลงมากขึ้น ผลึกของไฮโดรคาร์บอนที่หลอมละลายสูงจะเริ่มรวมตัวกัน ก่อตัวเป็นตาข่ายเชิงพื้นที่ในเซลล์ที่ยังมีไฮโดรคาร์บอนเหลวอยู่ จากนั้นโครงสร้างที่ได้จะแข็งแกร่งขึ้นมากจนเชื้อเพลิงสูญเสียความลื่นไหล - มันแข็งตัว อุณหภูมิสูงสุดที่น้ำมันเชื้อเพลิงสูญเสียของเหลวเรียกว่าจุดเท ควรต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบ 8-12 °C จุดเทอุณหภูมิที่เชื้อเพลิงดีเซลเทลงในหลอดทดลอง เมื่อเย็นลงภายใต้เงื่อนไขบางประการ จะไม่เปลี่ยนตำแหน่งของวงเดือนภายใน 1 นาที เมื่อพิจารณาหลอดทดลองเอียงเป็นมุม 45° จากแนวตั้ง (GOST 20287- 91) จุดไหลของน้ำมันดีเซลเป็นค่าตามเงื่อนไขและทำหน้าที่เป็นแนวทางในการกำหนดเงื่อนไขการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเท่านั้น

อุปกรณ์: อุปกรณ์สำหรับกำหนดจุดขุ่นของเชื้อเพลิง ขาตั้งกล้องในห้องปฏิบัติการ รีเอเจนต์สำหรับการทำความเย็นส่วนผสม (น้ำแข็งเกลือสำหรับอุณหภูมิสูงถึงลบ 20 °C แอลกอฮอล์และคาร์บอนไดออกไซด์ - น้ำแข็งแห้ง - สำหรับอุณหภูมิต่ำกว่าลบ 20 °C); หลอดทดลอง; ตัวอย่างน้ำมันเชื้อเพลิง กรดซัลฟูริก.

ข้าว. 2.3. อุปกรณ์สำหรับกำหนดจุดขุ่นและจุดไหลของเชื้อเพลิง: 1 - หลอดทดลองภายนอก; 2 - หลอดทดลองภายใน 3 - ปลั๊ก; 4 - เทอร์โมมิเตอร์; 5 - คนกวน

สั่งงาน:

สาระสำคัญของการกำหนดจุดขุ่นของเชื้อเพลิงคือการทำให้เย็นลงลึกและสังเกตการเปลี่ยนแปลงในสภาพด้วยสายตา สิ่งสำคัญในการกำหนดจุดไหลเทคือการทำให้น้ำมันเชื้อเพลิงเย็นลงลึกจนสูญเสียความคล่องตัว

1. ผสมน้ำมันเชื้อเพลิงที่จะทดสอบให้ละเอียดแล้วเทลงในหลอดทดลองด้านในจนถึงเครื่องหมาย (40 มม. จากด้านล่างมีเครื่องหมาย) ปิดหลอดทดลองด้วยจุกไม้ก๊อกและเทอร์โมมิเตอร์ ใส่เทอร์โมมิเตอร์เพื่อให้ลูกบอลปรอทอยู่ในหลอดทดลองที่ระยะ 15 มม. จากด้านล่างและห่างจากผนังเท่ากัน

2. เทเชื้อเพลิงทดสอบลงในหลอดทดลองอีกหลอดหนึ่งซึ่งใช้เป็นมาตรฐานความโปร่งใส

3. เติมภาชนะอุปกรณ์ด้วยส่วนผสมทำความเย็นซึ่งควรรักษาระดับไว้เหนือระดับน้ำมันเชื้อเพลิงในหลอดทดลอง 30-40 มม. อุณหภูมิของส่วนผสมของสารหล่อเย็นในระหว่างการทดสอบจะต้องต่ำกว่าอุณหภูมิของน้ำมันเชื้อเพลิงที่กำลังทดสอบ 15±2 °C เสมอ

4. ยึดท่อด้านในด้วยน้ำมันเชื้อเพลิงและเทอร์โมมิเตอร์ในท่อด้านนอก เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ผนังภายในเกิดฝ้า ให้เทกรดซัลฟิวริกในปริมาณ 0.5-1.0 มิลลิลิตรระหว่างหลอดทดลอง

5. วางอุปกรณ์ที่ประกอบแล้วลงในส่วนผสมทำความเย็น ผัดน้ำมันเชื้อเพลิงตลอดเวลาในขณะที่ระบายความร้อน

6. 5 °C ก่อนถึงจุดขุ่นที่คาดหวัง ให้ถอดหลอดทดลองออกจากส่วนผสมที่ทำให้เย็น เช็ดอย่างรวดเร็วด้วยสำลีชุบแอลกอฮอล์ แล้วเปรียบเทียบกับมาตรฐาน ระยะเวลาของการพิจารณาเปรียบเทียบไม่เกิน 12 วินาที

7. หากเชื้อเพลิงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเทียบกับมาตรฐานโปร่งใส หลอดทดลองจะถูกลดระดับลงในถังเครื่องมืออีกครั้งและดำเนินการสังเกตเพิ่มเติมทุกองศา เพื่อลดอุณหภูมิของเชื้อเพลิง การสังเกตเปรียบเทียบที่มีมาตรฐานโปร่งใสเหล่านี้จะดำเนินการจนกว่าเชื้อเพลิงจะเริ่มแตกต่างจากมาตรฐาน กล่าวคือ เมื่อมีความขุ่นปรากฏขึ้น เมื่อพิจารณาจุดขุ่นมัวของตัวอย่างเชื้อเพลิงที่ไม่รู้จัก ให้กำหนดค่าของอุณหภูมิเหล่านี้โดยประมาณก่อนโดยสังเกตสถานะของเชื้อเพลิงทุกๆ 5 °C

8. เพื่อกำหนดจุดไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงตามจุดที่ 1 และ 2 ให้เตรียมอุปกรณ์ที่มีเชื้อเพลิงทดสอบที่ขาดน้ำ (โดยใช้แคลเซียมคลอไรด์เผาใหม่) วางอุปกรณ์ที่เตรียมไว้ในภาชนะที่มีสารหล่อเย็น อุณหภูมิของส่วนผสมของสารหล่อเย็นควรต่ำกว่าจุดไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงที่คาดไว้ 5 °C

9. โดยไม่ต้องถอดออกจากส่วนผสมในการทำความเย็น ให้เอียงอุปกรณ์เป็นมุม 45° และค้างไว้ในตำแหน่งนี้เป็นเวลาหนึ่งนาที จนกระทั่งเชื้อเพลิงทดสอบในหลอดทดลองมีอุณหภูมิที่สอดคล้องกับจุดไหล

10. นำหลอดทดลองออกจากส่วนผสมที่ทำให้เย็น เช็ดผนังด้วยสำลีชุบแอลกอฮอล์ และสังเกตว่าวงเดือนเชื้อเพลิงมีการเคลื่อนตัวหรือไม่ หากวงเดือนไม่เปลี่ยน เชื้อเพลิงจะยังคงแข็งตัวและในทางกลับกัน หากไม่ทราบอุณหภูมิน้ำมันเชื้อเพลิงโดยประมาณ ให้ทำการทดสอบการกระจัดวงเดือนทุกๆ 5 °C ของอุณหภูมิน้ำมันเชื้อเพลิงที่ลดลง ในกรณีนี้ อุณหภูมิของส่วนผสมจะคงอยู่ต่ำกว่าอุณหภูมิน้ำมันเชื้อเพลิง 4-5° หลังการทดสอบ ให้คืนอุปกรณ์และสถานที่ทำงานกลับสู่ตำแหน่งเดิม เปรียบเทียบอุณหภูมิผลลัพธ์กับตัวบ่งชี้ GOST

การกำหนดจำนวนซีเทนของน้ำมันดีเซลโดยวิธีการคำนวณ

ความสามารถของเชื้อเพลิงดีเซลในการจุดติดไฟได้เองประเมินโดยเลขซีเทน (CN) วิธีการประเมินการจุดระเบิดได้เองของเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลความเร็วสูงนั้นคล้ายคลึงกับวิธีการประเมินความต้านทานการระเบิดของน้ำมันเบนซิน ไฮโดรคาร์บอนสองตัวถูกเลือกเป็นเชื้อเพลิงอ้างอิงเพื่อพิจารณาการจุดระเบิดอัตโนมัติ: ซีเทน C16H34 และอัลฟาเมทิลแนพทาลีน C10H7CH3 การจุดระเบิดตามธรรมชาติของไฮโดรคาร์บอนตัวแรกนั้นเป็นไปตามอัตภาพเป็น 100 ส่วนที่สอง - เป็น 0 โดยการผสมพวกมันคุณจะได้ส่วนผสมที่มีการจุดระเบิดตามธรรมชาติตั้งแต่ 0 ถึง 100 ดังนั้น หมายเลขซีเทนเรียกว่าตัวบ่งชี้แบบมีเงื่อนไขซึ่งคิดเป็นตัวเลขเท่ากับเปอร์เซ็นต์ของซีเทนในการผสมกับอัลฟาเมทิลแนพทาลีนซึ่งในแง่ของการจุดระเบิดที่เกิดขึ้นเองนั้นสอดคล้องกับตัวอย่างทดสอบ

จำนวนซีเทนของน้ำมันดีเซลถูกกำหนดโดยวิธีแฟลชบังเอิญ (รูปที่ 2.4)

เพื่อการทำงานที่ไร้ปัญหาของเครื่องยนต์สมัยใหม่ ต้องใช้เชื้อเพลิงที่มีค่าซีเทนอย่างน้อย 45 ในฤดูร้อนและ 50 ในฤดูหนาว ด้วยค่าซีเทนที่ต่ำกว่า 45 เครื่องยนต์ดีเซลจะทำงานอย่างหนักหน่วงโดยเฉพาะในฤดูหนาวและสูงกว่า 45 - อย่างนุ่มนวล อย่างไรก็ตาม การใช้เชื้อเพลิงที่มีค่าซีเทนสูงกว่า 60 นั้นไม่ได้ผลกำไร เนื่องจากความรุนแรงในการปฏิบัติงานเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อย และอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะก็เพิ่มขึ้น หลังนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อความถี่กลางเพิ่มขึ้นสูงกว่า 55 ระยะเวลาหน่วงการจุดระเบิด (เวลาจากช่วงเวลาที่เชื้อเพลิงถูกส่งไปยังกระบอกสูบเครื่องยนต์จนกระทั่งเริ่มการเผาไหม้) จะมีขนาดเล็กมากจนเชื้อเพลิงติดไฟใกล้หัวฉีด และอากาศที่อยู่ไกลจากบริเวณที่ฉีดแทบจะไม่มีส่วนร่วมในการเผาไหม้ของกระบวนการ ส่งผลให้เชื้อเพลิงเผาไหม้ไม่หมดและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดลง

น้ำมันดีเซลไม่ได้ให้การจุดระเบิดในตัวเองที่จำเป็นเสมอไป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มจำนวนซีเทน มีสองวิธีหลัก: การเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีและการแนะนำสารเติมแต่งพิเศษ

สำหรับความน่าเชื่อถือของการสตาร์ทเครื่องยนต์ขณะเย็นที่อุณหภูมิแวดล้อมต่างๆ นั้น ขึ้นอยู่กับการออกแบบเครื่องยนต์และโหมดการสตาร์ทในระดับที่สูงกว่าระดับ CN ของน้ำมันเชื้อเพลิง ที่อุณหภูมิในห้องเผาไหม้ต่ำกว่า 350-400 °C ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะไม่สามารถติดไฟได้อีกต่อไป ความเร็วเริ่มต้นขั้นต่ำของเพลาข้อเหวี่ยงดีเซลควรอยู่ที่ 100-120 นาที-1 และยิ่งความถี่ในการสตาร์ทสูง อุณหภูมิของอากาศอัดก็จะยิ่งสูงขึ้น รวมถึงสภาวะในการสตาร์ทเครื่องยนต์ด้วย

หมายเลขซีเทนขึ้นอยู่กับเนื้อหาและโครงสร้างของไฮโดรคาร์บอนที่ประกอบเป็นเชื้อเพลิงดีเซล จำนวนซีเทนของอัลเคนสูงที่สุด; อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนมีจำนวนต่ำที่สุด ไฮโดรคาร์บอนที่รวมอยู่ในน้ำมันดีเซลนั้นจัดเรียงตามหมายเลขกลางดังนี้: 1 - อัลเคน, 2 - ไซโคลอัลเคน, 3 - ไอโซอัลเคน, 4 - อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน การเพิ่มจำนวนอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนทำให้จำนวนซีเทนเพิ่มขึ้น ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของปริมาณ n-alkanes จึงทำให้ CN เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เอ็น-อัลเคนมีอุณหภูมิการตกผลึกสูง ซึ่งทำให้คุณสมบัติอุณหภูมิต่ำของน้ำมันดีเซลเสื่อมลง

การแนะนำสารเติมแต่งที่มีออกซิเจนชนิดพิเศษในน้ำมันดีเซลช่วยให้ปล่อยออกซิเจนออกฤทธิ์ได้ง่าย สารเติมแต่งดังกล่าวรวมถึงเปอร์ออกไซด์อินทรีย์เอสเทอร์ของกรดไนตริกซึ่งเมื่อเข้าไปในห้องเผาไหม้จะเร่งการก่อตัวของเปอร์ออกไซด์ซึ่งการสลายตัวจะช่วยเร่งกระบวนการลุกติดไฟได้เอง ดังนั้นการเติมไอโซโพรพิลไนเตรต 1% จะเพิ่มจำนวนกลาง 10-12 หน่วยและปรับปรุงคุณสมบัติการสตาร์ทของเครื่องยนต์ดีเซลในฤดูหนาว มีความสัมพันธ์เชิงประจักษ์ระหว่างเลขซีเทนของเชื้อเพลิงกับเลขออกเทน

CN = 60 - โอซี / 2, (2.4)

โดยที่ CN คือเลขซีเทน OC - ​​หมายเลขออกเทน

ยิ่งค่าออกเทนสูง ค่าซีเทนก็จะยิ่งต่ำลง และในทางกลับกัน ดังนั้นการเติมเศษส่วนของน้ำมันเบนซินลงในน้ำมันดีเซลจะทำให้จำนวนซีเทนลดลงเสมอ

สามารถคำนวณเลขซีเทนโดยประมาณได้โดยใช้สูตร (ผลลัพธ์ที่ได้จะแตกต่างจากค่าจริง 2-3 หน่วย):

ช.ช. = 1.5879 (ν 20 + 17.8) / ρ 20, (2.5)

โดยที่ ν 20 คือความหนืดของเชื้อเพลิงในหน่วย cSt ที่ 20°C; ρ 20 - ความหนาแน่นของเชื้อเพลิงที่ 20°C, g/cm3

อุณหภูมิคืออะไร?

คำตอบเช่น "การวัดความร้อนในร่างกาย" ไม่ได้รับการยอมรับ))))))

วิทาลิค โอบุคอฟ

อุณหภูมิ (จากอุณหภูมิภาษาละติน - การผสมที่เหมาะสม สภาวะปกติ) คือปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะเฉพาะของพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคของระบบมหภาคต่ออิสระหนึ่งระดับ ซึ่งอยู่ในสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์
ในระบบ SI อุณหภูมิจะวัดเป็นเคลวิน แต่ในทางปฏิบัติ มักใช้องศาเซลเซียสเนื่องจากการเชื่อมต่อกับลักษณะสำคัญของน้ำ - อุณหภูมิหลอมละลายของน้ำแข็ง (0 ° C) และจุดเดือด (100 ° C) ซึ่งสะดวกเนื่องจากกระบวนการทางภูมิอากาศ กระบวนการในสัตว์ป่า ฯลฯ ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับช่วงนี้
นอกจากนี้ยังมีเครื่องชั่งฟาเรนไฮต์และอื่น ๆ อีกมากมาย
จากมุมมองของโมเลกุลจลน์ อุณหภูมิคือปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะความเข้มของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่วุ่นวายของอนุภาคทั้งชุดในระบบ และเป็นสัดส่วนกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงแปลของอนุภาคหนึ่งตัว
ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์ มวล และความเร็วแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้:
เอก = 1/2m v 2
ดังนั้น อนุภาคที่มีมวลเท่ากันและมีความเร็วเท่ากันจึงมีอุณหภูมิเท่ากันด้วย
พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคสัมพันธ์กับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ของค่าคงที่ของ Boltzmann:
Eav = i/2kBT
ที่ไหน:
ผม - จำนวนองศาอิสระ
kB = 1.380 6505(24) × 10−23 J/K - ค่าคงที่ Boltzmann
ที - อุณหภูมิ;
อุณหภูมิคือผลกลับของการเปลี่ยนแปลงในเอนโทรปี (ระดับความผิดปกติ) ของระบบเมื่อมีการเพิ่มปริมาณความร้อนหนึ่งหน่วยเข้าไปในระบบ: 1/T = ΔS/ΔQ
[แก้] ประวัติความเป็นมาของแนวทางอุณหพลศาสตร์
คำว่า "อุณหภูมิ" เกิดขึ้นในสมัยนั้นเมื่อผู้คนเชื่อว่าวัตถุที่ได้รับความร้อนมากกว่าจะมีสารพิเศษ - แคลอรี่ - ในปริมาณที่มากกว่าวัตถุที่ได้รับความร้อนน้อยกว่า ดังนั้นอุณหภูมิจึงถูกมองว่าเป็นความแข็งแกร่งของส่วนผสมของสสารในร่างกายและแคลอรี่ ด้วยเหตุนี้หน่วยวัดความแรงของเครื่องดื่มแอลกอฮอล์และอุณหภูมิจึงเรียกว่าองศาเดียวกัน
ในสภาวะสมดุล อุณหภูมิจะมีค่าเท่ากันในทุกส่วนที่มองเห็นด้วยตาเปล่าของระบบ หากวัตถุสองชิ้นในระบบมีอุณหภูมิเท่ากัน ก็จะไม่มีการถ่ายโอนพลังงานจลน์ของอนุภาค (ความร้อน) ระหว่างวัตถุทั้งสอง หากมีอุณหภูมิแตกต่างกัน ความร้อนจะเคลื่อนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า เนื่องจากเอนโทรปีทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น
อุณหภูมิยังสัมพันธ์กับความรู้สึกส่วนตัวว่า "อุ่น" และ "เย็น" ซึ่งสัมพันธ์กับว่าเนื้อเยื่อที่มีชีวิตปล่อยหรือรับความร้อนหรือไม่
ระบบกลศาสตร์ควอนตัมบางระบบสามารถอยู่ในสถานะที่เอนโทรปีไม่เพิ่มขึ้นแต่ลดลงเมื่อมีการเติมพลังงาน ซึ่งอย่างเป็นทางการจะสอดคล้องกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ติดลบ อย่างไรก็ตาม สถานะดังกล่าวไม่ได้ "ต่ำกว่าศูนย์สัมบูรณ์" แต่ "อยู่เหนือค่าอนันต์" เนื่องจากเมื่อระบบดังกล่าวสัมผัสกับวัตถุที่มีอุณหภูมิเป็นบวก พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากระบบไปยังร่างกาย และไม่ใช่ในทางกลับกัน (สำหรับ รายละเอียดเพิ่มเติม ดูอุณหพลศาสตร์ควอนตัม)
คุณสมบัติของอุณหภูมิได้รับการศึกษาโดยสาขาวิชาฟิสิกส์ - อุณหพลศาสตร์ อุณหภูมิยังมีบทบาทสำคัญในวิทยาศาสตร์หลายแขนง รวมถึงสาขาฟิสิกส์อื่นๆ ตลอดจนเคมีและชีววิทยา

บีเวอร์

หากเป็น "บนนิ้ว" ก็แสดงว่าเป็นหน่วยวัดพลังงานเฉลี่ยของอนุภาคของสาร หากเรากำลังพูดถึงก๊าซหรือของเหลว - พลังงานจลน์หรือเกี่ยวกับสารที่เป็นของแข็งก็พลังงานของการสั่นสะเทือนของอนุภาคในโครงตาข่าย
สิ่งสำคัญที่นี่คือการวัดพลังงานเฉลี่ย เช่น หากมีอนุภาคน้อยเกินไป แนวคิดเรื่องอุณหภูมิก็จะสูญเสียความหมายไป ตัวอย่างเช่น ในอวกาศ มีอนุภาคทุกประเภทลอยอยู่รอบๆ ที่นั่น แต่มีน้อยเกินกว่าที่จะหาค่าเฉลี่ยพลังงานได้

มิทรี ดี.

บีเวอร์เขียนอย่างถูกต้องตามหลักการ เฉพาะการสั่นสะเทือนของอนุภาคในโครงตาข่ายเท่านั้นที่เป็นพลังงานจลน์เช่นกัน ดังนั้นคำจำกัดความที่สั้นที่สุดคือ:
อุณหภูมิคือการวัดพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคโครงสร้างของสาร

วางแผน:

การแนะนำ

• 1 คำจำกัดความทางอุณหพลศาสตร์
  • 1.1 ประวัติความเป็นมาของแนวทางทางอุณหพลศาสตร์
• 2 การหาอุณหภูมิในฟิสิกส์เชิงสถิติ
• 3 การวัดอุณหภูมิ
• 4 หน่วยอุณหภูมิและมาตราส่วน
  • 4.1 ระดับอุณหภูมิเคลวิน
  • ระดับ 4.2 องศาเซลเซียส
  • 4.3 ฟาเรนไฮต์
• 5 พลังงานของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่ศูนย์สัมบูรณ์
  • 5.1 อุณหภูมิและการแผ่รังสี
  • 5.2 สเกลโรเมอร์
• 6 การเปลี่ยนแปลงจากระดับที่แตกต่างกัน
• 7 การเปรียบเทียบระดับอุณหภูมิ
• 8 ลักษณะของการเปลี่ยนเฟส
• 9 ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ
หมายเหตุ
วรรณกรรม

การแนะนำ

อุณหภูมิ(ตั้งแต่ lat. อุณหภูมิ- การผสมที่เหมาะสม สภาวะปกติ) คือปริมาณสเกลาร์ทางกายภาพที่แสดงลักษณะพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคของระบบมหภาคในสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ต่ออิสระหนึ่งระดับ

การวัดอุณหภูมิไม่ใช่การเคลื่อนไหว แต่เป็นธรรมชาติที่วุ่นวายของการเคลื่อนไหวนี้ ความสุ่มของสภาวะของร่างกายจะกำหนดสถานะอุณหภูมิของมัน และแนวคิดนี้ (ซึ่งได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดย Boltzmann) ที่ว่าสถานะอุณหภูมิที่แน่นอนของร่างกายไม่ได้ถูกกำหนดโดยพลังงานของการเคลื่อนไหวเลย แต่โดยการสุ่มของการเคลื่อนไหวนี้ , เป็นแนวคิดใหม่ในการอธิบายปรากฏการณ์อุณหภูมิที่เราต้องใช้ ..

(ป.ล. กปิตสา)

ในระบบหน่วยสากล (SI) อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์เป็นหนึ่งในเจ็ดหน่วยพื้นฐานและมีหน่วยวัดเป็นเคลวิน ปริมาณ SI ที่ได้รับซึ่งมีชื่อพิเศษ ได้แก่ อุณหภูมิเซลเซียส ซึ่งวัดเป็นองศาเซลเซียส ในทางปฏิบัติ มักใช้องศาเซลเซียสเนื่องจากความเชื่อมโยงทางประวัติศาสตร์กับคุณลักษณะที่สำคัญของน้ำ ได้แก่ จุดหลอมเหลวของน้ำแข็ง (0 °C) และจุดเดือด (100 °C) ซึ่งสะดวกเนื่องจากกระบวนการทางภูมิอากาศ กระบวนการในสัตว์ป่า ฯลฯ ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับช่วงนี้ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหนึ่งองศาเซลเซียสเทียบเท่ากับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหนึ่งเคลวิน ดังนั้น หลังจากการแนะนำคำจำกัดความใหม่ของเคลวินในปี 1967 จุดเดือดของน้ำจึงหยุดทำหน้าที่เป็นจุดอ้างอิงคงที่ และดังที่การวัดที่แม่นยำแสดงให้เห็น จุดเดือดของน้ำจะไม่เท่ากับ 100 °C อีกต่อไป แต่ใกล้กับ 99.975 องศาเซลเซียส

นอกจากนี้ยังมีเครื่องชั่งฟาเรนไฮต์และอื่น ๆ อีกมากมาย

1. คำจำกัดความทางอุณหพลศาสตร์

การดำรงอยู่ของสถานะสมดุลเรียกว่าตำแหน่งเริ่มต้นแรกของอุณหพลศาสตร์ จุดเริ่มต้นที่สองของอุณหพลศาสตร์คือข้อความที่ว่าสถานะสมดุลนั้นมีปริมาณหนึ่งซึ่งเมื่อสัมผัสทางความร้อนของระบบสมดุลสองระบบ ก็จะเท่ากันสำหรับสถานะสมดุลอันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนพลังงาน ปริมาณนี้เรียกว่าอุณหภูมิ

1.1. ประวัติความเป็นมาของแนวทางทางอุณหพลศาสตร์

คำว่า "อุณหภูมิ" เกิดขึ้นในสมัยนั้นเมื่อผู้คนเชื่อว่าวัตถุที่ได้รับความร้อนมากกว่าจะมีสารพิเศษ - แคลอรี่ - ในปริมาณที่มากกว่าวัตถุที่ได้รับความร้อนน้อยกว่า ดังนั้นอุณหภูมิจึงถูกมองว่าเป็นความแข็งแกร่งของส่วนผสมของสสารในร่างกายและแคลอรี่ ด้วยเหตุนี้หน่วยวัดความแรงของเครื่องดื่มแอลกอฮอล์และอุณหภูมิจึงเรียกว่าองศาเดียวกัน

ในสภาวะสมดุล อุณหภูมิจะมีค่าเท่ากันในทุกส่วนที่มองเห็นด้วยตาเปล่าของระบบ หากวัตถุสองชิ้นในระบบมีอุณหภูมิเท่ากัน ก็จะไม่มีการถ่ายโอนพลังงานจลน์ของอนุภาค (ความร้อน) ระหว่างวัตถุทั้งสอง หากมีอุณหภูมิแตกต่างกัน ความร้อนจะเคลื่อนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า เนื่องจากเอนโทรปีทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น

อุณหภูมิยังสัมพันธ์กับความรู้สึกส่วนตัวว่า "อุ่น" และ "เย็น" ซึ่งสัมพันธ์กับว่าเนื้อเยื่อที่มีชีวิตปล่อยหรือรับความร้อนหรือไม่

ระบบกลไกควอนตัมบางระบบอาจอยู่ในสถานะที่เอนโทรปีไม่เพิ่มขึ้นแต่ลดลงตามการเติมพลังงาน ซึ่งอย่างเป็นทางการจะสอดคล้องกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ติดลบ อย่างไรก็ตาม สถานะดังกล่าวไม่ได้ "ต่ำกว่าศูนย์สัมบูรณ์" แต่ "อยู่เหนือค่าอนันต์" เนื่องจากเมื่อระบบดังกล่าวสัมผัสกับวัตถุที่มีอุณหภูมิเป็นบวก พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากระบบไปยังร่างกาย และไม่ใช่ในทางกลับกัน (สำหรับ รายละเอียดเพิ่มเติม ดูอุณหพลศาสตร์ควอนตัม)

คุณสมบัติของอุณหภูมิได้รับการศึกษาโดยสาขาวิชาฟิสิกส์ - อุณหพลศาสตร์ อุณหภูมิยังมีบทบาทสำคัญในวิทยาศาสตร์หลายแขนง รวมถึงสาขาฟิสิกส์อื่นๆ ตลอดจนเคมีและชีววิทยา

2. การหาอุณหภูมิในฟิสิกส์เชิงสถิติ

ในฟิสิกส์สถิติ อุณหภูมิถูกกำหนดโดยสูตร

,

โดยที่ S คือเอนโทรปี E คือพลังงานของระบบอุณหพลศาสตร์ ค่า T ที่นำมาใช้ในลักษณะนี้จะเหมือนกันสำหรับวัตถุต่างๆ ที่สมดุลทางอุณหพลศาสตร์ เมื่อวัตถุทั้งสองสัมผัสกัน วัตถุที่มีค่า T มากจะถ่ายโอนพลังงานไปยังอีกวัตถุหนึ่ง

3. การวัดอุณหภูมิ

ในการวัดอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ จะต้องเลือกพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ของสารเทอร์โมเมตริก การเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์นี้เกี่ยวข้องอย่างชัดเจนกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ตัวอย่างคลาสสิกของเทอร์โมไดนามิกส์เทอร์โมไดนามิกส์คือเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊ส ซึ่งอุณหภูมิจะถูกกำหนดโดยการวัดความดันแก๊สในกระบอกสูบที่มีปริมาตรคงที่ เทอร์โมมิเตอร์แบบรังสีสัมบูรณ์ เสียง และเสียงก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน

เทอร์โมไดนามิกส์เทอร์โมไดนามิกส์เป็นหน่วยที่ซับซ้อนมากซึ่งไม่สามารถนำมาใช้ในทางปฏิบัติได้ ดังนั้น การวัดส่วนใหญ่จึงใช้เทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้งานได้จริง ซึ่งเป็นเรื่องรอง เนื่องจากไม่สามารถเชื่อมโยงคุณสมบัติของสารกับอุณหภูมิได้โดยตรง เพื่อให้ได้ฟังก์ชันการประมาณค่า จะต้องปรับเทียบที่จุดอ้างอิงในระดับอุณหภูมิสากล เทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้งานได้จริงที่แม่นยำที่สุดคือเทอร์โมมิเตอร์ต้านทานแพลตตินัม เครื่องมือวัดอุณหภูมิมักมีการสอบเทียบในระดับสัมพัทธ์ - เซลเซียสหรือฟาเรนไฮต์

ในทางปฏิบัติจะมีการวัดอุณหภูมิด้วย

• เครื่องวัดอุณหภูมิของเหลวและเชิงกล,
• เทอร์โมคัปเปิล,
• เครื่องวัดอุณหภูมิความต้านทาน,

• เครื่องวัดอุณหภูมิแก๊ส,
• ไพโรมิเตอร์

วิธีการวัดอุณหภูมิล่าสุดได้รับการพัฒนาโดยอาศัยการวัดพารามิเตอร์ของการแผ่รังสีเลเซอร์

4. หน่วยและมาตราส่วนการวัดอุณหภูมิ

เนื่องจากอุณหภูมิเป็นพลังงานจลน์ของโมเลกุล จึงชัดเจนว่าเป็นเรื่องธรรมชาติที่สุดที่จะวัดค่าดังกล่าวในหน่วยพลังงาน (นั่นคือ ในระบบ SI เป็นจูล) อย่างไรก็ตาม การวัดอุณหภูมิเริ่มขึ้นก่อนที่จะมีการสร้างทฤษฎีจลน์ศาสตร์ของโมเลกุล ดังนั้นมาตราส่วนเชิงปฏิบัติจึงวัดอุณหภูมิในหน่วยทั่วไป นั่นคือ องศา

4.1. ระดับอุณหภูมิเคลวิน

แนวคิดเรื่องอุณหภูมิสัมบูรณ์ได้รับการแนะนำโดย W. Thomson (เคลวิน) ดังนั้นมาตราส่วนอุณหภูมิสัมบูรณ์จึงเรียกว่ามาตราส่วนเคลวินหรือมาตราส่วนอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ หน่วยของอุณหภูมิสัมบูรณ์คือเคลวิน (K)

เรียกแบบนี้ว่าระดับอุณหภูมิสัมบูรณ์เนื่องจากการวัดสถานะพื้นดินของขีดจำกัดล่างของอุณหภูมิคือศูนย์สัมบูรณ์ นั่นคืออุณหภูมิต่ำสุดที่เป็นไปได้ ซึ่งตามหลักการแล้วมันเป็นไปไม่ได้ที่จะดึงพลังงานความร้อนออกจากสาร

ศูนย์สัมบูรณ์ถูกกำหนดให้เป็น 0 K ซึ่งเท่ากับ −273.15 °C (แน่นอน)

ระดับอุณหภูมิเคลวินเป็นระดับที่เริ่มต้นที่ศูนย์สัมบูรณ์

สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการพัฒนาของเครื่องชั่งเชิงปฏิบัติระดับสากลตามจุดอ้างอิง - การเปลี่ยนเฟสของสารบริสุทธิ์ที่กำหนดโดยวิธีเทอร์โมมิเตอร์ปฐมภูมิตามมาตราส่วนเคลวินทางอุณหพลศาสตร์ ITS-27 ใช้มาตราส่วนอุณหภูมิสากลครั้งแรกในปี พ.ศ. 2470 ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2470 มาตราส่วนได้ถูกนิยามใหม่หลายครั้ง (MTSh-48, MPTS-68, MTSh-90): อุณหภูมิอ้างอิงและวิธีการประมาณค่ามีการเปลี่ยนแปลง แต่หลักการยังคงเหมือนเดิม - พื้นฐานของมาตราส่วนคือชุดของการเปลี่ยนเฟส ของสารบริสุทธิ์ที่มีค่าอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์และเครื่องมือแก้ไขที่ปรับเทียบที่จุดเหล่านี้ ขณะนี้มาตราส่วน ITS-90 มีผลบังคับใช้แล้ว เอกสารหลัก (ข้อบังคับในระดับ) กำหนดคำจำกัดความของเคลวิน ค่าของอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส (จุดอ้างอิง) และวิธีการประมาณค่า

ระดับอุณหภูมิที่ใช้ในชีวิตประจำวัน - ทั้งเซลเซียสและฟาเรนไฮต์ (ใช้ในสหรัฐอเมริกาเป็นหลัก) - ไม่แน่นอนและไม่สะดวกเมื่อทำการทดลองในสภาวะที่อุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงต้องแสดงอุณหภูมิเป็นลบ ตัวเลข. ในกรณีเช่นนี้ มีการใช้สเกลอุณหภูมิสัมบูรณ์

หนึ่งในนั้นเรียกว่ามาตราส่วน Rankine และอีกอันคือมาตราส่วนอุณหพลศาสตร์สัมบูรณ์ (มาตราส่วนเคลวิน) อุณหภูมิวัดเป็นองศาแรงคิน (°Ra) และเคลวิน (K) ตามลำดับ เครื่องชั่งทั้งสองเริ่มต้นที่อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ พวกเขาต่างกันตรงที่ราคาของแผนกหนึ่งในระดับเคลวินเท่ากับราคาของแผนกในระดับเซลเซียส และราคาของแผนกหนึ่งในระดับแรงคินนั้นเท่ากับราคาของแผนกเทอร์โมมิเตอร์ที่มีมาตราส่วนฟาเรนไฮต์ จุดเยือกแข็งของน้ำที่ความดันบรรยากาศมาตรฐานสอดคล้องกับ 273.15 K, 0 °C, 32 °F

สเกลเคลวินเชื่อมโยงกับจุดสามจุดของน้ำ (273.16 K) และค่าคงที่ของ Boltzmann ขึ้นอยู่กับค่านั้น สิ่งนี้สร้างปัญหาเกี่ยวกับความแม่นยำในการตีความการวัดอุณหภูมิที่สูง ขณะนี้ BIPM กำลังพิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนไปสู่คำจำกัดความใหม่ของเคลวิน และแก้ไขค่าคงที่โบลต์ซมันน์ แทนที่จะอ้างอิงถึงอุณหภูมิจุดสามจุด -

4.2. เซลเซียส

ในด้านเทคโนโลยี การแพทย์ อุตุนิยมวิทยา และในชีวิตประจำวัน จะใช้ระดับเซลเซียส ซึ่งอุณหภูมิของจุดสามจุดของน้ำคือ 0.008 °C ดังนั้น จุดเยือกแข็งของน้ำที่ความดัน 1 atm คือ 0 ° ค. ปัจจุบัน มาตราส่วนเซลเซียสถูกกำหนดโดยใช้มาตราส่วนเคลวิน: ราคาของหน่วยหนึ่งในระดับเซลเซียสเท่ากับราคาของหน่วยในระดับเคลวิน, t(°C) = T(K) - 273.15 ดังนั้น จุดเดือดของน้ำซึ่งแต่เดิมเลือกโดยเซลเซียสเป็นจุดอ้างอิงที่ 100 °C จึงหมดความสำคัญ และการประมาณการสมัยใหม่จึงกำหนดจุดเดือดของน้ำไว้ที่ความดันบรรยากาศปกติที่ประมาณ 99.975 °C มาตราส่วนเซลเซียสนั้นใช้งานได้จริง สะดวกมากเนื่องจากน้ำแพร่หลายมากบนโลกของเราและชีวิตของเราก็ขึ้นอยู่กับมัน ศูนย์เซลเซียสเป็นจุดพิเศษสำหรับอุตุนิยมวิทยาเนื่องจากเกี่ยวข้องกับการเยือกแข็งของน้ำในชั้นบรรยากาศ มาตราส่วนนี้เสนอโดย Anders เซลเซียสในปี ค.ศ. 1742

4.3. ฟาเรนไฮต์

ในอังกฤษและโดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา จะใช้มาตราส่วนฟาเรนไฮต์ ศูนย์องศาเซลเซียสคือ 32 องศาฟาเรนไฮต์ และองศาฟาเรนไฮต์คือ 9/5 องศาเซลเซียส

คำจำกัดความปัจจุบันของมาตราส่วนฟาเรนไฮต์มีดังต่อไปนี้ คือมาตราส่วนอุณหภูมิโดยที่ 1 องศา (1 °F) เท่ากับ 1/180 ของความแตกต่างระหว่างจุดเดือดของน้ำกับอุณหภูมิหลอมละลายของน้ำแข็งที่ความดันบรรยากาศ และ จุดหลอมเหลวของน้ำแข็งคือ +32 °F อุณหภูมิในระดับฟาเรนไฮต์สัมพันธ์กับอุณหภูมิในระดับเซลเซียส (t °C) โดยอัตราส่วน t °C = 5/9 (t °F - 32), t °F = 9/5 t °C + 32 เสนอ โดย G. Fahrenheit ในปี 1724

5. พลังงานของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่ศูนย์สัมบูรณ์

เมื่อสสารเย็นลง พลังงานความร้อนหลายรูปแบบและผลกระทบที่เกี่ยวข้องจะลดลงในขนาดพร้อมกัน สสารเคลื่อนจากสถานะเรียงลำดับน้อยไปสู่สถานะเรียงลำดับมากขึ้น

... แนวคิดสมัยใหม่ของศูนย์สัมบูรณ์ไม่ใช่แนวคิดของการพักผ่อนโดยสมบูรณ์ ในทางกลับกัน ที่ศูนย์สัมบูรณ์สามารถมีการเคลื่อนไหวได้ - และมีอยู่จริง แต่เป็นสถานะของความเป็นระเบียบเรียบร้อย ...

ป.ล. กปิตสา (คุณสมบัติของฮีเลียมเหลว)

ก๊าซจะเปลี่ยนเป็นของเหลวแล้วตกผลึกเป็นของแข็ง (ฮีเลียมแม้จะอยู่ที่ศูนย์สัมบูรณ์ แต่ยังคงอยู่ในสถานะของเหลวที่ความดันบรรยากาศ) การเคลื่อนที่ของอะตอมและโมเลกุลช้าลง พลังงานจลน์ของพวกมันลดลง ความต้านทานของโลหะส่วนใหญ่ลดลงเนื่องจากการกระเจิงของอิเล็กตรอนบนอะตอมของโครงตาข่ายคริสตัลที่สั่นด้วยแอมพลิจูดที่ต่ำกว่าลดลง ดังนั้น แม้จะอยู่ที่ศูนย์สัมบูรณ์ การนำอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ระหว่างอะตอมด้วยความเร็วแฟร์มีลำดับที่ 1 × 10 6 m/s

อุณหภูมิที่อนุภาคของสสารมีปริมาณการเคลื่อนที่ขั้นต่ำ ซึ่งคงไว้เนื่องจากการเคลื่อนที่เชิงกลของควอนตัมเท่านั้น คืออุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์ (T = 0K)

ไม่สามารถเข้าถึงอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ได้ อุณหภูมิต่ำสุด (450 ± 80) × 10 −12 K ของคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ของอะตอมโซเดียมได้รับในปี พ.ศ. 2546 โดยนักวิจัยจาก MIT ในกรณีนี้ ยอดของการแผ่รังสีความร้อนจะอยู่ในภูมิภาคความยาวคลื่นประมาณ 6,400 กม. ซึ่งก็คือรัศมีโดยประมาณของโลก

5.1. อุณหภูมิและการแผ่รังสี

พลังงานที่ปล่อยออกมาจากร่างกายจะเป็นสัดส่วนกับกำลังที่สี่ของอุณหภูมิ ดังนั้น ที่ 300 K จะปล่อยพลังงานได้มากถึง 450 วัตต์จากพื้นผิวหนึ่งตารางเมตร สิ่งนี้อธิบายได้ เช่น การระบายความร้อนของพื้นผิวโลกในเวลากลางคืนที่ต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบ พลังงานรังสีของวัตถุสีดำสนิทอธิบายโดยกฎสเตฟาน-โบลต์ซมันน์

5.2. สเกลโรเมอร์

เสนอในปี 1730 โดย R. A. Reaumur ซึ่งบรรยายถึงเทอร์โมมิเตอร์แอลกอฮอล์ที่เขาคิดค้น

มีหน่วยเป็นองศารีโอเมอร์ (°R) 1 °R เท่ากับ 1/80 ของช่วงอุณหภูมิระหว่างจุดอ้างอิง - อุณหภูมิหลอมละลายของน้ำแข็ง (0 °R) และจุดเดือดของน้ำ (80 °R)

1 °ร = 1.25 °C

ปัจจุบันมาตราส่วนนี้เลิกใช้แล้วและมีอายุยืนยาวที่สุดในฝรั่งเศสซึ่งเป็นบ้านเกิดของผู้เขียน

6. การเปลี่ยนผ่านจากระดับต่างๆ

7. การเปรียบเทียบระดับอุณหภูมิ

การเปรียบเทียบระดับอุณหภูมิ

คำอธิบาย	เคลวิน	เซลเซียส	ฟาเรนไฮต์	แรนคิ่น	ดีไลล์	นิวตัน	โรเมอร์	โรเมอร์
ศูนย์สัมบูรณ์	0	−273.15	−459.67	0	559.725	−90.14	−218.52	−135.90
อุณหภูมิหลอมละลายของส่วนผสมฟาเรนไฮต์ (เกลือและน้ำแข็งในปริมาณเท่ากัน)	255.37	−17.78	0	459.67	176.67	−5.87	−14.22	−1.83
จุดเยือกแข็งของน้ำ (สภาวะปกติ)	273.15	0	32	491.67	150	0	0	7.5
อุณหภูมิร่างกายมนุษย์โดยเฉลี่ย¹	310.0	36.6	98.2	557.9	94.5	12.21	29.6	26.925
จุดเดือดของน้ำ (สภาวะปกติ)	373.15	100	212	671.67	0	33	80	60
ไทเทเนียมละลาย	1941	1668	3034	3494	−2352	550	1334	883
พื้นผิวดวงอาทิตย์	5800	5526	9980	10440	−8140	1823	4421	2909

¹ อุณหภูมิเฉลี่ยปกติของร่างกายมนุษย์คือ 36.6 °C ±0.7 °C หรือ 98.2 °F ±1.3 °F ค่าที่ยกมาโดยทั่วไปคือ 98.6 °F คือการแปลงค่าที่แน่นอนเป็นฟาเรนไฮต์ของค่าเยอรมันในศตวรรษที่ 19 ที่ 37 °C อย่างไรก็ตามค่านี้ไม่อยู่ในช่วงอุณหภูมิเฉลี่ยปกติของร่างกายมนุษย์ เนื่องจากอุณหภูมิของส่วนต่างๆ ของร่างกายจะแตกต่างกัน

ค่าบางค่าในตารางนี้ถูกปัดเศษแล้ว

8. ลักษณะของการเปลี่ยนเฟส

เพื่ออธิบายจุดเปลี่ยนเฟสของสารต่าง ๆ จะใช้ค่าอุณหภูมิต่อไปนี้:

• อุณหภูมิหลอมละลาย
• อุณหภูมิเดือด
• อุณหภูมิการหลอม
• อุณหภูมิการเผาผนึก
• อุณหภูมิการสังเคราะห์
• อุณหภูมิอากาศ
• อุณหภูมิดิน
• อุณหภูมิที่คล้ายคลึงกัน
• สามจุด
• อุณหภูมิดีบาย (อุณหภูมิลักษณะเฉพาะ)
• อุณหภูมิกูรี

9. ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ

อุณหภูมิต่ำสุดบนโลกจนถึงปี 1910 −68, Verkhoyansk

• อุณหภูมิสูงสุดที่มนุษย์สร้างขึ้น ~10 ล้านล้าน K (ซึ่งเทียบได้กับอุณหภูมิของเอกภพในวินาทีแรกของชีวิต) มาถึงในปี 2010 ระหว่างการชนกันของไอออนตะกั่วซึ่งถูกเร่งด้วยความเร็วใกล้แสง การทดลองดำเนินการที่เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่
• อุณหภูมิสูงสุดที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎีคืออุณหภูมิพลังค์ อุณหภูมิที่สูงกว่าไม่สามารถดำรงอยู่ได้เนื่องจากทุกสิ่งกลายเป็นพลังงาน (อนุภาคย่อยอะตอมทั้งหมดจะพังทลาย) อุณหภูมินี้อยู่ที่ประมาณ 1.41679(11)×10 32 K (ประมาณ 142 ล้านล้าน K)
• อุณหภูมิต่ำสุดที่มนุษย์สร้างได้ในปี 1995 โดย Eric Cornell และ Carl Wieman จากสหรัฐอเมริกา โดยการทำความเย็นอะตอมของรูบิเดียม - มันอยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์โดยน้อยกว่า 1/170 พันล้านของเศษส่วนของ K (5.9 × 10 −12 K)
• พื้นผิวดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิประมาณ 6,000 เคลวิน
• เมล็ดพืชที่สูงขึ้นจะยังคงมีชีวิตอยู่ได้หลังจากเย็นลงถึง −269 °C

หมายเหตุ

1. GOST 8.417-2002 หน่วยของปริมาณ - nolik.ru/systems/gost.htm
2. แนวคิดเรื่องอุณหภูมิ - Temperatures.ru/mtsh/mtsh.php?page=1
3. ไอ.พี. บาซารอฟ อุณหพลศาสตร์ ม. อุดมศึกษา 2519 หน้า 13-14.
4. แพลตตินัม - Temperatures.ru/mtsh/mtsh.php?page=81 เทอร์โมมิเตอร์ต้านทาน - อุปกรณ์หลัก MTSH-90
5. เทอร์โมมิเตอร์แบบเลเซอร์ - Temperatures.ru/newmet/newmet.php?page=0
6. จุดอ้างอิง MTSH-90 - Temperature.ru/mtsh/mtsh.php?page=3
7. การพัฒนาคำจำกัดความใหม่ของเคลวิน - Temperature.ru/kelvin/kelvin.php?page=2
8. D.A. Parshin, G.G. Zegryaจุดวิกฤติ. คุณสมบัติของสารที่อยู่ในสถานะวิกฤติ สามจุด. การเปลี่ยนเฟสของลำดับที่สอง วิธีการรับอุณหภูมิต่ำ - edu.ioffe.spb.ru/edu/thermodinamics/lect11h.pdf อุณหพลศาสตร์เชิงสถิติ บรรยายครั้งที่ 11- มหาวิทยาลัยวิชาการเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
9. เกี่ยวกับการวัดอุณหภูมิร่างกายแบบต่างๆ - hypertextbook.com/facts/LenaWong.shtml (ภาษาอังกฤษ)
10. ข่าวบีบีซี - เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ (LHC) ก่อให้เกิด "มินิบิ๊กแบง" - www.bbc.co.uk/news/science-environment-11711228
11. ทุกสิ่งเกี่ยวกับทุกสิ่ง บันทึกอุณหภูมิ - tem-6.narod.ru/weather_record.html
12. สิ่งมหัศจรรย์ของวิทยาศาสตร์ - www.seti.ee/ff/34gin.swf

วรรณกรรม

• บี.ไอ. สปาสกี้ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ส่วนที่ 1 - osnovanija.narod.ru/History/Spas/T1_1.djvu - มอสโก: "โรงเรียนมัธยม", 2520
• ศิวะคิน ดี.วี.อุณหพลศาสตร์และฟิสิกส์โมเลกุล - มอสโก: “วิทยาศาสตร์”, 1990

ดาวน์โหลด
บทคัดย่อนี้อ้างอิงจากบทความจากวิกิพีเดียภาษารัสเซีย การซิงโครไนซ์เสร็จสมบูรณ์ 07/09/11 16:20:43 น
บทคัดย่อที่คล้ายกัน: