Теплова рівновага і температура

У побуті температура є неоднозначною величиною. Її ми визначаємо тільки з точки зору “холодно-тепло”. Більш того, тактильні відчуття можуть відрізнятися в залежності від типу матеріалу. Наприклад, в одній і тій же кімнаті при однакових умовах метал буде здаватися холодніше, ніж дерево.

Якщо опустити одну руку в холодну воду, а другу в теплу, буде відразу зрозуміло, де яка температура. Однак, що буде, якщо після цього обидві руки опустити в теплу воду? Для тієї руки, яка перебувала в холодній воді, тепла буде здаватися набагато гарячіше.

Температуру в термодинаміки можна трактувати з точки зору теплового рівноваги. Вимірювати її необхідно невідповідно до своїх достатків власних відчуттів, а за допомогою засобів вимірювальної техніки.

Тепер давайте уявимо ситуацію – покладемо в холодну воду розпечену металеву деталь. При цьому вода почне нагріватися, а деталь остигати. Залежно від початкової температури води і деталі, а так само їх мас, можна навіть спостерігати процес закипання рідини.

Незважаючи на початкові умови, в кінцевому підсумку охолодження і нагрівання припиняться і обидва тіла стануть однакової температури. Це означає, що обидва тіла будуть знаходитися в тепловій рівновазі. Тобто можна зробити висновок, що

теплова рівновага – це стан системи, при якому відсутня передача тепла.

При цьому,

температура – це один з макроскопічних параметрів, який описує теплова рівновага системи.

Для досягнення теплового рівноваги гаряче тіло передає тепло холодному до тих пір, поки вони обидва не стануть однакової температури.

Способи вимірювання температури

Для вимірювання температури використовують термометри. Робочою речовиною в термометрі може бути рідина або газ, а також термопара. Для визначення температури користуються залежність розширення робочої речовини в залежності від його нагрівання. Як ми вже знаємо, під час нагрівання практично всі речовини розширюються. Тому в основі термометра лежить рідина (ртуть, спирт), яка під час підвищення температури змінює свій обсяг. Таким чином, рідина пересувається по проградуірованной шкалою і вказує температуру даної системи.

Щоб отримати найбільш точне значення температури, необхідно почекати, поки термометр не буде в тепловій рівновазі з розглянутою системою. Саме тому при вимірюванні температури тіла слід тримати термометр 5 хвилин. За цей час він стає такою ж температури, як і Ваше тіло.

Посилання на основну публікацію