Теплова рівновага

Фундаментальний постулат, який випливає з численних дослідних даних, свідчить: який би не був початковий стан тіл ізольованої системи, з часом у ній встановлюється теплова рівновага.

Таким чином, теплова рівновага – це стан, в який будь-яка система, ізольована від навколишнього середовища, мимоволі переходить через досить великий проміжок часу.

Температура якраз і є величиною, що характеризує стан теплової рівноваги термодинамічної системи.

Температура – це макроскопічний параметр, значення якого однакові для всіх частин термодинамічної системи, що перебуває в стані теплової рівноваги. Попросту кажучи, температура – це те, що є однаковим для будь-яких двох тіл, які перебувають у тепловій рівновазі один з одним. При тепловому контакті тіл з однаковими температурами між ними не буде відбуватися обмін енергією (теплообмін).

У загальному ж випадку при встановленні між тілами теплового контакту теплообмін почнеться. Кажуть, що тіло, яке віддає енергію, має більш високу температуру, а тіло, яке отримує енергію – більш низьку температуру.

Температура, таким чином, вказує напрямок теплообміну між тілами.

У процесі теплообміну температура першого тіла почне зменшуватися, температура другого тіла – збільшуватися; при вирівнюванні температур теплообмін припиниться – настане теплова рівновага. Особливість температури полягає в тому, що вона не аддитивна: температура тіла не дорівнює сумі температур його частин. Цим температура відрізняється від таких фізичних величин, як маса, довжина або обсяг. І з цієї причини температуру можна виміряти шляхом порівняння з еталоном.

Вимірюють температуру за допомогою термометра.

Для створення термометра вибирають яку-небудь речовину (термометрична речовина), яку-небудь характеристику цієї речовини (термометрична величина), і використовують залежність термометричної величини від температури. При цьому вибір термометричної речовини і термометричної величини може бути вельми довільним.

Так, в побутових рідинних термометрах термометричною речовиною є ртуть (або спирт), а термометричною величиною – довжина стовпчика рідини. Тут використовується лінійна залежність об’єму рідини від температури.

В ідеально-газових термометрах використовується лінійна залежність тиску розрідженого газу (близького за своїми властивостями до ідеального) від температури.

Дія електричних термометрів (термометрів опору) заснована на температурній залежності опору чистих металів, сплавів і напівпровідників.

У процесі вимірювання температури термометр наводиться в тепловій контакт з тілом, температура якого визначається. Показання термометра після настання теплової рівноваги – це і є температура тіла. При цьому термометрпоказує свою температуру!

Посилання на основну публікацію