Температура — разлика између измена
Садржај обрисан Садржај додат
ревизија прва два параграфа |
|||
Ред 7:
[[Датотека: Galileo_Thermometer.jpg|мини|десно|90px|[[Galileo Galilei|Галилејев]] [[термометар]].]]
'''Температура''' (ознака -{''t'', ''T'', ''τ''}- или ''θ'') је мера загрејаности тела. Температура је [[Fizička osobina|физичка особина]] система која лежи у суштини нашег [[осећање|осећаја]] за хладно и топло, те се за [[људско тело|тело]] које има вишу температуру каже да је топлије, а за тело које има нижу температуру каже да је хладније.
'''Физичка макроскопска дефиниција температуре''' је да температура физичка величина која одређује ток [[Топлота|топлоте]] између два објекта који се налазе у термалном контакту, односно два објекта која нису изолована за размену топлоте. Температура је једна од основних [[Физичка величина|физичких величина]] у [[Међународни систем јединица|Међународном систему јединица]], која описује топлотно стање и способност [[Тело (физика)|тела]] или [[материја|материје]] да [[Пренос топлоте|размењују топлоту]] с [[околина (термодинамика)|околином]]. Сама температура не може прелазити с тела на тело, прелази [[топлота]], а последица тога је да се температуре та два тела изједначавају.
'''Физичка микроскопска дефиниција температуре''' је да је температура мерило средње [[кинетичка енергија|кинетичке енергије]] [[елементарна честица|честица]] у [[Материја|материји]] по [[Степени слободе (механика)|степену слободе]]. Дакле, температура даје информацију о унутрашњем [[атом|атомском]] и [[молекул|молекулском]] [[Кретање|кретању]] мноштва честица које чине макроскопски систем. Из тога је јасно да се температура може дефинисати само за велики број честица. Она је колективна особина макроскопске материје. Без обзира на то да се температура налази међу [[Физичка величина|основним физичким величинама]] у [[Међународни систем јединица|Међународном систему јединица]], температура није фундаментална величина због тога што се њена вредност добија из усредњавања кинетичке енергије честица које чине макроскопски систем.
'''Емпиријска температура''' (ознака -{''t''}-) одређује се мерењем појединих својстава (на пример дужине [[mmHg|стуба живе]] у [[стакло|стакленој]] [[цев]]и, [[запремина|запремине]], [[Електрична проводљивост|електричне проводљивости]]) [[термометар|термометријскога]] тела.<ref>Middleton, W.E.K. (1966). стр. 89.–105.</ref>▼
▲
Термодинамичка температура (ознака -{''T''}-) одређује се основним законима [[термодинамика|термодинамике]].<ref name="Truesdell 1980">Truesdell, C.A. , Sections 11 B, 11H,</ref>{{sfn|Mach|1900|pp=}}<ref name="Maxwell 1872 155-158">Maxwell, J.C. (1872). ''Theory of Heat'', third edition, Longmans, Green, London, pages 155-158.</ref><ref name="Tait 1884 68-69">Tait, P.G. (1884). ''Heat'', Macmillan, London, Chapter VII, Section 95, pages 68-69.</ref><ref>Buchdahl, H.A. (1966). стр. 73.</ref><ref>Kondepudi, D. (2008). ''Introduction to Modern Thermodynamics'', Wiley, Chichester. {{page|year=1980|isbn=978-0-470-01598-8|pages=306–310,320-332}} Section 32., pages 106-108.</ref> Мерна јединица термодинамичке температуре је [[келвин]] (-{K}-). За мерење температурних интервала (-{''T<sub>2</sub>'' – ''T<sub>1</sub>''}-) може се користити мерна јединица Целзијусов ступањ ( °C) при чему је [[целзијус|Целзијусова температура]]: -{''t'' = (''T'' – 273,15 K)}-.▼
▲Термодинамичка температура (ознака -{''T''}-) одређује се основним законима [[термодинамика|термодинамике]].<ref name="Truesdell 1980">Truesdell, C.A. , Sections 11 B, 11H,</ref>{{sfn|Mach|1900|pp=}}<ref name="Maxwell 1872 155-158">Maxwell, J.C. (1872). ''Theory of Heat'', third edition, Longmans, Green, London, pages 155-158.</ref><ref name="Tait 1884 68-69">Tait, P.G. (1884). ''Heat'', Macmillan, London, Chapter VII, Section 95, pages 68-69.</ref><ref>Buchdahl, H.A. (1966). стр. 73.</ref><ref>Kondepudi, D. (2008). ''Introduction to Modern Thermodynamics'', Wiley, Chichester. {{page|year=1980|isbn=978-0-470-01598-8|pages=306–310,320-332}} Section 32., pages 106-108.</ref> Мерна јединица термодинамичке температуре је
[[Апсолутна температура]] одређује се полазећи од најниже могуће температуре у природи, такозване [[Апсолутна нула|апсолутне нуле]] температуре, тако да се некој референтној температури, која се може тачно одређивати, договором пропише одређена вредност.<ref>[http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=60785 ''Температура''] „Хрватска енциклопедија“, Лексикографски завод Мирослав Крлежа, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>▼
▲[[Апсолутна температура]] одређује се полазећи од најниже могуће температуре у природи, такозване температуре [[Апсолутна нула|апсолутне нуле]]
== Дефиниција ==
:<math>\delta S = \frac{\delta Q}{T}</math>▼
Температура у свом најосновнијем смислу је дефинисана микроскопски помоћу [[термодинамика|термодинамике]] и [[статистичка механика|статистичке механике]].
Насупрот ентропији и топлоти које се могу дефинисати за макроскопски систем и када је далеко од термодинамичке равнотеже, температура може да се дефинише само за систем у термодинамичкој равнотежи.▼
=== Клаузијусова релација ===
Инверз температуре система који се налази у [[равнотежно стање (термодинамика)|термодинамичкој равнотежи]] је дефинисан [[Клаузијусова релација|Клаузијусовом релацијом]] као промена [[ентропија|ентропије]] система <math>dS</math>изазвана [[Инфинитезималан|инфинитезималне]] променом [[Топлота|топлоте]] система <math>\delta Q</math>у процесу који је [[Повратна хемијска реакција|реверзибилан]] и [[Квази-статичан процес|квази-статичан]]:
Међу системима који су на истој температури, нема протока топлоте. Међутим, када се јави температурска разлика, топлота почиње да тече из система са вишом температуром ка систему са нижом, док се не достигне [[топлотна равнотежа]]. ▼
▲Насупрот [[Ентропија|ентропији]] и [[Топлота|топлоти]] које се могу дефинисати за макроскопски систем и када је далеко од термодинамичке равнотеже, температура може да се дефинише '''само за систем који се налази у термодинамичкој равнотежи'''.
Клаузијусова релација је историјски прва статистичка дефиниција температуре. Клаузијусова релација има значење микроскопски или диференцијално формулисаног [[Други принцип термодинамике|Другог закона термодинамике]]. Инверз температуре има улогу интеграционог фактора у интегралном облику Другог закона термодинамике:
▲Температура је [[интензивне особине|интензивна особина]] система, што значи да не зависи од количине материјала у систему. (Температура цигле иста је као и њене половине. Интензивне особине су исто [[притисак]] и [[густина]]) Насупрот температури (и притиску и густини), [[маса]] и [[запремина]] су [[екстензивне особине]], дакле, особине које директно зависе од количине материје. (Маса половине цигле дупло је мања од масе целе цигле.)
<math>S = \frac{Q}{T} </math>
=== Фундаментална једначина ===
Температура система који се налази у [[равнотежно стање (термодинамика)|термодинамичкој равнотежи]] се може изразити и променом [[Unutrašnja energija|унутрашње енергије]] система <math>dU</math>којом се изазове промена [[ентропија|ентропије]] система <math>dS</math>, при непромењеном броју честица које сачињавају систем и на фиксној запремини<ref>{{Cite journal|last=Hänggi|first=Peter|last2=Hilbert|first2=Stefan|last3=Dunkel|first3=Jörn|date=2016-03-28|title=Meaning of temperature in different thermostatistical ensembles|url=http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/374/2064/20150039|journal=Phil. Trans. R. Soc. A|language=en|volume=374|issue=2064|pages=20150039|doi=10.1098/rsta.2015.0039|issn=1364-503X|pmid=26903095}}</ref>:
:<math>\frac{1}{T} = \left( \frac{\partial S}{\partial U} \right)_{N,V}</math>
Ова једначина се назива [[Фундаментална релација|фундаменталном релацијом]] у [[Термодинамика|термодинамици]] и повезује три [[Функција стања|функције стања]] система: температуру, унутрашњу енергију система и ентропију.
Из [[Фундаментална релација|фундаменталне једначине]] се види да пораст [[Unutrašnja energija|унутрашње енергије]] доводи до пораста температуре. У системима са фиксном температуром и фиксном запремином у којима се дефинише физичка величина [[Топлота реакције|енталпија]], већа фиксна вредност температуре пропорционална је и већој енталпији.
▲
== Појам топлоте и температуре ==
Линија 41 ⟶ 55:
Онај део науке о топлоти који се бави топлотом као једним од облика енергије и проучава претварање топлотне енергије у механички рад зове се [[термодинамика]]. Будући да је то претварање нарочито важно код гасова, знатна порција термодинамике се бави топлотним променама код гасова.<ref>Велимир Круз: "Техничка физика за техничке школе", "Школска књига" Загреб, 1969.</ref>
===
Појам температуре може се одредити на више начина. Може се осетити када је неко тело топлије или хладније од нашег тела, а уочљиве су и физичке промене [[запремина|запремине]], [[притисак|притиска]] и [[агрегатно стање|агрегатног стања]] које при томе настају. На темељу тога одређене су искуствене [[температурна скала|температурне скале]], као што су [[Степен целзијуса|Целзијусова]] и [[Фаренхајт]]ова које се и данас користе у већини примена. За њих је својствено постојање негативних вредности температура, јер је исходиште скале утврђено произвољно. У [[физика|физици]], а посебно [[термодинамика|термодинамици]], температура се одређује тако да је исходиште температурне скале утврђено на темељу физичких начела ([[апсолутна нула]]). Тако одређена температура се формално назива [[апсолутна температура]] или термодинамичка температура.
| |||