Temperaturo estas fizika eco de materio, la bazo de la komunaj nocioj "varma" kaj "malvarma". Aĵo kun alta temperaturo sentiĝas varma, aĵo kun malalta temperaturo sentiĝas malvarma.
Temperaturo difiniĝas plurmaniere kiel la nivelo de termika agitado (kineta teorio de gasoj), aŭ laŭ la ekvilibro de termikaj transferoj inter pluraj sistemoj, aŭ ankoraŭ per la entropio en termodinamiko.
Ĝeneralaj konceptoj
La temperaturo estas la fizika eco, kiu rilatas al komunaj konceptoj de varmo aŭ foresto de varmo, tamen ĝia formala signifo en termodinamiko estas pli kompleksa. Termodinamike oni parolas pri la averaĝa rapido aŭ la kinetika energio (movo) de la partikloj de la molekuloj, kaj tiel je altaj temperaturoj la rapido de la partikloj estas alta, kaj en la absoluta nulo[1] la partikloj ne moviĝas. Ofte la varmo aŭ la malvarmo sentita de la personoj havas pli da rilato kun la termika sento ol kun la reala temperaturo. Fundamente, la temperaturo estas propraĵo kiun posedas la fizikaj sistemoj je nivelo makroskopia, kiu siavice havas kaŭzon je nivelo mikroskopia, kiu estas la averaĝa energio de la partiklo. Kaj fakte, male al aliaj termodinamikaj kvantoj kiel la varmo aŭ la entropio,[2] kies mikroskopiaj difinoj estas validaj tre malproksime de la termika ekvilibro, la temperaturo estas mezurebla nur en la ekvilibro,[3] precize ĉar ĝi estas difinita kiel averaĝo.
La temperaturo estas intime rilata kun la interna energio kaj kun la entalpio de iu sistemo: ju pli da temperaturo des pli da interna energio kaj de entalpio de la sistemo. La temperaturo estas intensiva eco, tio estas, ke ĝi ne dependas de la grando de la sistemo, sed estas eco, kiu estas esenca kaj dependas nek de la kvanto de substanco, nek de la materialo, el kiu ĝi estas komponita.
Formuloj
| Konverti el la sistemo | al la sistemo | Formulo |
|---|---|---|
| kelvina | celsia | °C = K − 273,15 |
| farenhejto | celsia | °C = ( ℉ − 32) × 5/9 |
| kelvina | farenhejto | ℉ = (K × 9/5) − 459,67 |
| celsia | farenhejto | ℉ = ( °C × 9/5) + 32 |
| celsia | kelvina | K = °C + 273,15 |
| farenhejto | kelvina | K = ( ℉ + 459,67) × 5/9 |
| rankina | kelvina | K = °Ra / 1,8 |
| reomira | kelvina | K = °Ré × 1,25 + 273,15 |
| kelvina | rankina | °Ra = K × 1,8 |
| kelvina | reomira | °Ré = (K - 273,15) × 0,8 |
Mezurunuoj
Laŭ la internacia mezurunuaro, la oficiala unuo de temperaturo estas la kelvino ( K).
Estas almenaŭ du kromaj komunuzaj skaloj por mezuri temperaturon, krom la kelvina (aŭ "absoluta"): la skaloj Celsia (aŭ "centgrada") kaj Farenhejta. Malpli ofte uzataj estas la skaloj Rankina kaj Reomira. Vidu Kelvino por tabelo pri kiel konverti la unuojn de la diversaj sistemoj. Ĉi tie listiĝas la difinoj de la unuoj:
| Skalo | Kelvina | Celsia | Farenhejta | Rankina | Delisla | Neŭtona | Reomira | Remera |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Unuo | Kelvin | Grado Celsius | Grado Fahrenheit | Grado Rankine | Grado Delisle | Grado Newton | Grado Réaumur | Grado Rømer |
| Signo | K | °C | ℉ | °Ra, °R | °De, °D | °N | °Ré, °Re | °Rø |
| unua fikspunkto F1 | T0 = 0 K |
Tfanda(H2O) = 0 °C |
Vintro en Gdansko* = 0 ℉ |
T0 = 0 °Ra |
Tbola(H2O) = 0 °De |
Tfanda(H2O) = 0 °N |
Tfanda(H2O) = 0 °Ré |
Tfanda(H2O) = 7,5 °Rø |
| dua fikspunkto F2 | Ttriopa(H2O) = 273,16 K |
Tbola(H2O) = 100 °C |
Thoma* = 100 ℉ |
– | Tbola(H2O) = 150 °De |
Tbola(H2O) = 33 °N |
Tbola(H2O) = 80 °Ré |
Tbola(H2O) = 60 °Rø |
| Skala intervalo | (F2−F1) / 273,16 | (F2−F1) / 100 | (F2−F1) / 96 | vidu farenhejta | (F2−F1) / 150 | (F2−F1) / 33 | (F2−F1) / 80 | (F2−F1) / 100 |
| Inventinto | William Thomson („William Thomson“) | Anders Celsius | Daniel Fahrenheit | William Rankine | Joseph Delisle | Isaac Newton | René Réaumur | Ole Rømer |
| Kreiĝa jaro | 1848 | 1742 | 1724 | 1859 | 1732 | ~ 1700 | 1730 | 1701 |
| Regiono | tutmonda (SI-unuo) | tutmonda | Usono, Jamajko | Usono | Rusio (19.Jhd.) | – | Okcidenta eŭropo ĝis la 19-a jarcento | – |
* FAHRENHEIT uzis la plej malaltan temperaturon de la vintro 1708/1709 en Gdansko (−17,8 °C) kaj sian propran korptemperaturon (37,8 °C).
Kroma mezurunuo estas la temperaturo de Planck.
Mezuriloj
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Temperatursensilo.Ĉefe estas du grupoj de iloj por mezurado de temperaturo: nome kontaktaj kaj senkontaktaj.
En la grupo de kontaktaj troviĝas:
Termoparo
Ĝi uzas la efikon de Seebeck. Ĉi tiu efekto aperas, se du konduktaĵoj spertas temperaturan gradienton preter iliaj longoj.
Rezista Temperatura Detektilo (RTD)
Ĝi uzas la fizikan principon de la temperatura koeficiento de elektrika rezisto de metaloj. La ilo bezonas elektran kurenton por produkti tension trans la sensilo, kiun oni povas mezuri.
Likvaĵo en vitraj termometroj
Vitra tubo unuflanke kun ujo estas parte plenigita kun likvo. Kiam la temperaturo altiĝas, la likvo dilatiĝas. La longo de la fluido en la tubo estas mezuro por la temperaturo.
Dumetalaj termometroj
Ĝi uzas la fakton ke diversaj metaloj havas diversajn koeficientojn de dilatiĝo. Ligado de du metaloj donas metodon por ekzemple ŝalti elektran kontakton.
Termoskopo
Termoskopo estas historia aparato kiu montras ŝanĝojn en temperaturo. Tipa desegno estas tubo en kiu likvo supreniras kaj malsupreniras kiam la temperaturo ŝanĝiĝas. La moderna termometro laŭgrade evoluis el ĝi per la aldono de skalo komence de la 17a jarcento kaj per normigo laŭlonge de la 17a kaj 18a jarcentoj.
Sentotemperaturo
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Sentotemperaturo.
Gravas reliefigi, ke la sentotemperaturo estas iom diferenca de la temperaturo tia, kia estas difinita en termodinamiko. La sentotemperaturo estas la rezulto de la maniero, laŭ kiu la haŭto sentas la temperaturon de la objektoj aŭ de la medio, kiu ne necese kongruas fidele kun la reala temperaturo de tiuj objektoj aŭ de la medio. La sentotemperaturo estas iom komplike mezurebla pro diversaj tialoj, ekzemple nome la jenaj:
- La homa korpo regulas sian temperaturon por pluteni ĝin proksimume konstanta (ĉirkaŭ 36,5 °C).
- La homa korpo konstante produktas varmon, kiu estas produkto de la digesto de la englutitaj nutraĵoj. Tiu varmo utilas por pluteni la menciitan temperaturon, kaj por tio ĝi devas disigi la ekstran energion al la medio.
- Se la medikondiĉoj igas la perdojn egalaj al la produktado, la korpo sentas temperaturan bonfarton.
- Se la medikondiĉoj faras, ke la perdoj de varmo superas la produktadon, la korpo sentas malvarmon.
- Se la medikondiĉoj malhelpas la disigon de la ekstra varmo, la korpo sentas varmon.
- La perdoj aŭ gajnoj dependas de variaj faktoroj, ne nur de la temperaturo de la media aero.
- Okazas interŝanĝo per konvekcio. La aero en kontakto kun la haŭto, varmiĝas kaj ascendas, pro kio estas anstataŭata per aero pli malvarma, kiu siavice varmiĝas. Se la aero estas pli varma, okazas la malo.
- Per transdono. La haŭto en kontakto kun pli malvarmaj korpoj, transdonas varmon. Se ili estas pli varmaj, ĝi ricevas varmon.
- Per radiado. La haŭto interŝanĝas varmon per radiado kun la medio: se la radia averaĝa temperaturo de la medio estas pli malvarma ol tiu de la haŭto, la haŭto malvarmiĝas; se estas mala okazo, ĝi varmiĝas.
- Per vaporiga transpirado. Kiam vaporiĝas la ŝvito aŭ la humideco de la haŭto aŭ de la mukozoj, okazas perdo de varmo ĉiam, pro la latenta varmo de vaporigo de akvo.
Pro tio ĉio, la sento de komforto dependas de la kombinita okazaro de la faktoroj kiujn determinas la jenaj kvar tipoj de interŝanĝo: nome seka temperaturo, radia temperaturo, malseka temperaturo (kiu indikas la kapablon de la aero akcepti aŭ malakcepti la vaporigo de la ŝvito) kaj la rapideco de la vento (kiu influas super la konvekcio kaj la vaporigo de la svito). La influo en la perdo de la transigo estas malgranda, escepte se la haŭto, aŭ ties parto, estas en kontakto kun malvarmaj objektoj (senŝuaj piedoj, malvarma sidilo, malmulta ŝirmovestaro...).
Vidu ankaŭ
Notoj
- ↑ Resnik Halliday Krane (2002). Física Volumen 1. Cecsa. ISBN 970-24-02-0257-3.
- ↑ Bioquímica de los procesos metabólicos. Virginia Melo, Virginia Melo Ruiz, Oscar Cuamatzi. p. 11. (books.google.es).
- ↑ Química general: introducción a la química teórica. Cristóbal Valenzuela Calahorro. p, 360. (books.google.es).
Bibliografio
- Yunus A, Çengel (2009). Temodinámica, 6a eldono. Mc Graw Hill. ISBN 978-970-10-72868.
- Zemansky, Mark W. (1985). «Calor y termodinámica». Madrid: McGraw-Hill. ISBN 84-85240-85-5.