Основные понятия температуры

Произвольная система тел самовольно переходит в состояние тепловой (термодинамического) равновесия. В этом состоянии параметры сохраняются произвольно долго. Изолированная система тел не может сама собой выйти из состояния равновесия. (0-ное начало термодинамики)

 

Во всех частей изолированной системы, находящейся в тепловом равновесии, температура одинакова.

 

Температура характеризует:

- Степень нагритости тел;

- Направление теплообмена между телами;

- Среднюю скорость движения молекул.

 

Измерить температуру тела - привести его к теплового равновесия с термометром.

Температуру измеряют:

- В градусах Цельсия [t] = ° C;

- В градусах Кельвина [T] = K;

- В градусах Фаренгейта [t] = ° F.

 

Температура - понятие статистическое. Оно применимо для большого количества частиц и является неопределенным для одной, двух или нескольких молекул (частиц). Понятие температуры неприменимо для вакуума, межзвездного пространства и неравновесных систем.

Температура является мерой средней кинетической энергии теплового движения молекул. (Физический смысл температуры)

<mv2/2> = 3kT / 2

<E> = 3kT / 2

Наименьшая возможная температура Тmin = 0K. При этой температуре прекращается поступательное движение молекул, но остается колебательный (доказывает квантовая физика).

 

Качественные задачи

 

1.Является имеет смысл выражение: «Температура в тени 25 ° С, а на солнце 40 ° С»?

 

Ответ. Нет. Термометр «в тени» показывает температуру воздуха. Термометр «на солнце» покажет температуру резервуара с ртутью, которая зависит от его способности поглощать энергию излучения. Два разных термометры (например, термометр с затемненными и термометр с блестящим резервуарами), «на солнце» будут показывать разную температуру, чего не бывает с термометрами, установленными в тени.

 

2. Нормальная температура тела человека 36,6 ° C. Почему человеку не холодно при 25 ° C, очень жарко при 37 ° C и прохладно в воде, температура которой 25 ° C?

 

Ответ. Известно, что тело человека непрерывно выделяет теплоту, которая отдается окружающей среде. При температуре воздуха 37 ° C процесс теплоотдачи ощутимо замедляется, и в теле человека накапливается избыточная энергия. В воде прохладнее 25 ° C чем в воздухе, поскольку теплопроводность воды является выше теплопроводность воздуха.

 

3. Даны три одинаковые медные кубы с соответствующими температурами 200 ° C, 0 ° C, 0 ° C. Ли только с помощью теплообмена между ними охладить первый куб до 50 ° C, а другие нагреть до 75 ° C? Тепловые потери отсутствуют.

 

Ответ. Так, за три этапа.