Température
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[[Archive:Translational motion.gif|thumb|300px|La température d'un gaz idéal monoatómico est une mesure liée avec la énergie cinética promedio de ses átomos au se mouvoir. Dans cette animation, la relation du taille des átomos de helio à l'égard de son écart se réussirait sous une pression de 1950 atmosphères. Ces átomos à température environnement ont une certaine vitesse moyenne (ici réduite deux billones de fois).]]
La température est une grandeur rapportée aux notions communes de chaude ou froid. Par le général, un objet plus "chaud" il aura une température majeure. il physiquement est une grandeur escalader liée avec la énergie interne d'un système termodinámico. Plus spécifiquement, il est liée directement avec la part de l'énergie interne connue comme "énergie sensible", qu'il est l'énergie associée aux mouvements des particules du système, il soit dans un sens traslacional, rotacional, ou en forme de vibrations. À mesure qu'il est majeur l'énergie sensible d'un système se remarque que cette plus "chaud" c'est-à-dire, que sa température est majeure.
Dans le cas d'un solide, les mouvements en question ils résultent être les vibrations des particules dans ses sites dedans du solide. Dans le cas d'un gaz idéal monoatómico s'agit des mouvements traslacionales de ses particules (pour les gaz multiatómicos les mouvements rotacional et vibracional doivent se prendre en compte aussi).
Dit l'antérieur, se peut définir la température comme la cuantificación de l'activité molecular de la matière.
Le développement de techniciennes pour la mesure de la température est passé par un long procès historique, puisqu'est nécessaire lui donner une valeur numérique à une idée intuitive comme est le froid ou le chaud.
Foule de propriétés fisicoquímicas des matériels ou les substances varient en fonction de la température à celle que ils se trouvent, comme par exemple son été (solide, liquide, gaseoso, écran à plasma), son volume, la solubilidad, la pression de vapeur, sa couleur ou la conductivité électrique. il ainsi est un des facteurs qu'influencent dans la vitesse à celle que ils ont lieu les réactions chimiques.
La température se mesure avec thermomètres, lesquels ils peuvent être jaugés d'accord à une foule d'échelles que donnent lieu à des unités de mesure de la température. Dans le Système International d'Unités, l'unité de température est le kelvin (K), et l'échelle correspondante est la échelle Kelvin ou échelle absolue, qu'associe la valeur "zéro kelvin" (0 K) au "zéro absolu", et se gradúa avec une taille de degré égal au du degré Celsius. Pourtant, en dehors du milieu scientifique l'usage d'autres échelles de température est commune. L'échelle la plus étendue est il l'escalade Celsius (avant appelée centígrada); et, en beaucoup de moindre mesure, et pratiquement seulement en les les États-Unis, il l'escalade Fahrenheit. il aussi s'use il parfois l'escalade Rankine (°R) qu'établit son point de référence dans le même point de l'échelle Kelvin, le zéro absolu, mais avec une taille de degré égal au de la Fahrenheit, et est usée uniquement à les États-Unis, et seulement dans quelques champs de la ingénierie.
Sommaire |
Notions générales
La température est une propriété physique qui se rapporte aux notions communes de froid ou chaleur, pourtant sa signification formelle en termodinámica est plus complexe, souvent la chaleur ou le froid perçu par les personnes a plus que voir avec la sensation thermique (voir plus en bas), qu'avec la température réelle. Fondamentalement, la température est une propriété qu'ils possèdent les systèmes physiques à niveau macroscópico, laquelle a une cause à niveau microscópico, qu'est l'énergie promedio par particule.
Au contraire d'autres quantités termodinámicas comme la chaleur ou l'entropía, dont les définitions microscópicas sont valables très loin du équilibre thermique, la température seulement peut être mesurée dans l'équilibre, précisément parce qu'il se définit comme un promedio.
La température est íntimamente liée avec la énergie interne et avec la entalpía d'un système: à majeure température majeures ils seront l'énergie interne et l'entalpía du système.
La température est une propriété intensive, c'est-à-dire qu'il ne dépend pas de la taille du système, mais qu'il est une propriété qu'il lui est inhérente et il ne dépend pas ni de la quantité de substance ni du matériel duquel ce composé.
Définition formelle
Loi zéro de la termodinámica
Avant de donner une définition formelle de température, est nécessaire comprendre le concept de équilibre thermique. Si deux parts d'un système entrent en contact thermique est probable qu'ils arrivent des changements dans les propriétés de toutes les deux. Ces changements se doivent au transfert de chaleur entre les parts. Pour qu'un système soyez en équilibre thermique doit arriver au point en que déjà n'y a pas échange de chaleur entre ses parts, en plus aucune des propriétés qu'ils dépennent de la température doit varier.
Une définition de température se peut obtenir de la Loi zéro de la termodinámica, qu'établit que si deux systèmes À et B sont en équilibre thermique, avec un troisième système C, alors les systèmes À et B seront en équilibre thermique entre soi. Celui-ci est un fait empirique plus que un résultat théorique. Puisqu'autant les systèmes À, B, et C sont tous en équilibre thermique, est raisonnable dire qu'ils partagent une valeur commune de quelque propriété physique. Nous appelons à cette propriété température.
Pourtant, pour que cette définition soit utile il est nécessaire développer un instrument capable de donner une signification quantitative à la notion qualitative de celle-là propriété que presuponemos partagent les systèmes À et B. Tout au long de l'histoire ils se sont fait nombreux tentatives, pourtant dans l'actualité predominan le système inventé par Anders Celsius en 1742 et l'inventé par William Thomson (mieux connu comme lord Kelvin) en 1848.
Deuxième loi de la termodinámica
Aussi est possible définir la température en des termes de la deuxième loi de la termodinámica, laquelle dit que la entropía de tous les systèmes, ou bien demeure pareil ou il bien augmente avec le temps, ceci s'applique à l'Univers entier comme système termodinámico. L'entropía est une mesure du désordre qu'y a dans un système. Ce concept peut être compris en des termes statistiques, envisage une série de tirs de monnaies. Un système parfaitement rangé pour la série, serait celui-là en qu'il seulement tombe chère ou il seulement tombe croix. Pourtant, ils existent des multiples combinaisons par lesquelles le résultat est un désordre dans le système, c'est-à-dire qu'y ait une fraction de visages et autrui de croix. Un système désordonné pourrait être celui-là dans lequel il y a 90% de visages et 10% de croix, ou 60% de visages et 40% de croix. il pourtant est clair que à mesure qu'ils se font plus de tirs, le nombre de combinaisons possibles par lesquelles le système se désordonne il est majeur; en d'autres termes le système évolue naturellement vers un état de désordre maximal c'est-à-dire 50% visages 50% croix de telle sorte que n'importe quelle variation en dehors de cet état est hautement improbable.
Pour donner la définition de température en base à la deuxième loi, y aura qu'introduire le concept de machine thermique laquelle est n'importe quel dispositif capable de transformer chaleur en travail mécanicien. En particulier intéresse connaître l'exposé théorique de la machine de Carnot, qu'est une machine thermique de construction théorique, qu'établit les limites théoriques pour l'efficacité de n'importe quelle machine thermique réelle.
Dans une machine thermique n'importe qui, le travail que celle-ci réalise il correspond à la différence entre la chaleur que se lui distribue et la chaleur qui sort d'elle. Donc, l'efficacité est le travail qui réalise la machine divisé entre la chaleur que se lui distribue:
(1)
Où Wci est le travail fait par la machine dans chaque cycle. Il se voit que l'efficacité dépend seulement de Qi et de Qf. Puisque Qi et Qf correspondent à la chaleur transférée aux températures Ti et Tf, est raisonnable assumer que toutes les deux sont des fonctions de la température:
(2)
Pourtant, il est possible utiliser à pertinence, une échelle de température telle que
(3)
En substituant l'équation (3) en la (1) lie l'efficacité de la machine avec la température:
(4)
Il y a que remarquer que pour Tf = 0 K l'efficacité se fait de 100%, températures inférieures ils produisent une efficacité encore majeure que 100%. Puisque la première loi de la termodinámica interdit que l'efficacité soit majeure que 100%, ceci implique que la minime température qui se peut il obtenir dans un système microscópico est de 0 K. Reordenando L'équation (4) s'obtient:
(5)
Ici le signe négatif indique la sortie de chaleur du système. Cette relation suggère l'existence d'une fonction d'été S définie par:
(6)
Où le subíndice indique un procès réversible. Le changement de cette fonction d'état à n'importe quel cycle est zéro, tel comme est nécessaire pour n'importe quelle fonction d'état. Cette fonction correspond à l'entropía du système, qu'a été décrite antérieurement. Reordenando L'équation suivante pour obtenir une définition de température en des termes de l'entropía et la chaleur:
(7)
Pour un système en que l'entropía soit une fonction de son énergie interne Et, sa température cette donnée par:
(8)
Ceci est, le réciproque de la température du système est la raison de changement de son entropía quant à son énergie.
Unités de température
[[j'Archive:Celsius kelvin estandar 1954.png|thumb|191px|Se comparent tu les escalades Celsius et Kelvin en montrant les points de référence antérieures à 1954 et les posterior pour montrer comment les deux conventions coïncident. De couleur noir apparaissent le point triple de l'eau (0,01 °C, 273,16 K) et le zéro absolu (-273,15 °C, 0 K). De couleur gris les points de congelamiento (0,00 °C, 273,15 K) et ébullition du eau (100 °C, 373,15 K).]]
Les échelles de mesure de la température se divisent fondamentalement en deux types, les relatives et les absolues. Les valeurs qu'il peut il adopter la température à n'importe quel escalade de mesure, ils n'ont pas un niveau maximal, mais un niveau minime: le zéro absolu.[1] Alors que les échelles absolues se basent sur le zéro absolu, les relatives ils ont autres formes de se définir.
Relatives
- Degré Celsius (°C). Pour établir une base de mesure de la température Anders Celsius a utilisé (en 1742) les points de fusion et ébullition de l'eau. Il s'envisage qu'un mélange de gel et eau que se trouve en équilibre avec air saturé à 1 atm est dans le point de fusion. Un mélange d'eau et vapeur d'eau (sans air) en équilibre à 1 atm de pression s'envisage qu'il est dans le point d'ébullition. Celsius A divisé l'intervalle de température qu'existe entre ceux-ci deux points en 100 parts égales à celles que il a appelé des degrés centígrados °C. Pourtant en 1948 ils ont été renombrados degrés Celsius dans son honneur; il s'a ainsi commencé à utiliser la lettre majuscule pour les dénommer.
- En 1954 l'échelle Celsius a été redéfinie dans la Dixième Conférence de Poids et Mesures en des termes d'un seulement point fixe et de la température absolue du zéro absolu. Le point choisi a été le point triple de l'eau qu'est l'état dans lequel les trois phases de l'eau coexisten en équilibre, auquel se lui a assigné une valeur de 0,01 °C. La grandeur du nouveau degré Celsius se définit à partir du zéro absolu comme la fraction 1/273,16 de l'intervalle de température entre le point triple de l'eau et le zéro absolu. Comme dans la nouvelle échelle les points de fusion et ébullition de l'eau ils sont 0,00 °C et 100,00 °C respectivement, il résulte identique à l'échelle de la définition antérieure, avec l'avantage d'avoir une définition termodinámica.
- Degré Fahrenheit (°F). Il prend des divisions entre le point de congélation d'une dissolution de cloruro amónico (à celle que lui assigne valeur zéro) et la température normale corporal humaine (à celle que lui assigne valeur 100). Il est une unité typiquement usée en les les États-Unis; erróneamente, s'associe aussi à autres pays anglo-saxons comme le le Royaume-Uni ou l'Irlande, qu'usent l'échelle centígrada.
- Degré Réaumur (°Ré, °Ré, °R). Usé pour procès industriels spécifiques, comme le de le almíbar.
- Degré Rømer ou Roemer. En desuso.
- Degré Newton (°N). En desuso.
- Degré Leyde. Usé pour jauger indirectement basses températures. En desuso.
- Degré Delisle (°D) En desuso.
Absolues
Les échelles qui assignent les valeurs de la température en deux points différents se connaissent comme des échelles à deux points. Pourtant dans l'étude de la termodinámica est nécessaire avoir une échelle de mesure que ne dépenne pas des propriétés des substances. Les échelles de celui-ci type se connaissent comme des échelles absolues ou des échelles de température termodinámicas.
Système International d'Unités (SI)
- Kelvin (K) Le Kelvin est l'unité de mesure du SI. L'échelle Kelvin absolue est part du zéro absolu et il définit la grandeur de ses unités, de telle forme que le point triple de l'eau il est exactement à 273,16 K.[1]
Éclaircissement: il Ne se lui donne la préférence pas le mot degré ni le symbole º.
- Degré Rankine (°R ou °Ra). Échelle avec des intervalles de degré équivalents à l'échelle Fahrenheit. Avec l'origine en -459,67 °F (environ)
Conversion de températures
Les suivantes formules associent avec précision les différentes échelles de température:
| Kelvin | Degré Celsius | Degré Fahrenheit | Degré Rankine | Degré Réaumur | Degré Rømer | Degré Newton | Degré Delisle | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kelvin | K = K | K = C + 273,15 | K = (F + 459,67) ![]() |
K = Ra![]() |
K = Ré + 273,15 |
K = (Ro - 7,5) + 273,15 |
K = N + 273,15 |
K = 373,15 - De ![]() |
| Degré Celsius | C = K − 273,15 | C = C | C = (F - 32) ![]() |
C = (Ra - 491,67) ![]() |
C = Ré ![]() |
C = (Ro - 7,5) ![]() |
C = N ![]() |
C = 100 - De![]() |
| Degré Fahrenheit | F = K - 459,67 |
F = C + 32 |
F = F | F = Ra − 459,67 | F = Ré + 32 |
F = (Ro - 7,5) + 32 |
F = N + 32 |
F = 121 - De ![]() |
| Degré Rankine | Ra = K ![]() |
Ra = (C + 273,15) ![]() |
Ra = F + 459,67 | Ra = Ra | Ra = Ré + 491,67 |
Ra = (Ro - 7,5) + 491,67 |
Ra = N + 491,67 |
Ra = 171,67 - De![]() |
| Degré Réaumur | Erreur math (erreur lexicale): Ré = (K - 273,15)
|
Ré = C ![]() |
Ré = (F - 32) ![]() |
Ré = (Ra - 491,67) ![]() |
Erreur math (erreur lexicale): Ré = Ré | Ré = (Ro - 7,5) ![]() |
Ré = N ![]() |
Ré = 80 - De![]() |
| Degré Rømer | Ro =(K - 273,15) +7,5 |
Ro = C +7,5 |
Ro = (F - 32) +7,5 |
Ro = Ra - 491,67 +7,5 |
Ro = Ré +7,5 |
Ro = Ro | Ro = N +7,5 |
Ro = 60 - De![]() |
| Degré Newton | N = (K - 273,15) ![]() |
N = C ![]() |
N = (F - 32) ![]() |
N = (Ra - 491,67) ![]() |
N = Ré ![]() |
N = (Ro - 7,5) ![]() |
N = N | N = 33 - De ![]() |
| Degré Delisle | De = (373,15 - K) ![]() |
De = (100 - C) ![]() |
De = (121 - F) ![]() |
De = (671,67 - Ra) ![]() |
De = (80 - Ré) ![]() |
De = (60 - Ro) ![]() |
De = (33 - N) ![]() |
De = De |
Température en des divers milieux
La température dans les gaz
Pour un gaz idéal, la théorie cinética de gaz utilise mécanicienne statistique pour lier la température avec le promedio de l'énergie totale des átomos dans le système. Ce promedio de l'énergie est indépendante de la masse des particules, ce que pourrait sembler contraintuitivo arrête beaucoup de. Le promedio de l'énergie est lié exclusivement avec la température du système, pourtant, chaque particule a sa propre énergie laquelle peux ou ne correspondre avec le promedio; la distribution de l'énergie, (et donc des vitesses des particules) est donnée par la distribution de Maxwell-Boltzmann. L'énergie des gaz idéals monoatómicos se lie avec sa température par l'intermédiaire de la suivante expression:
, où (n= nombre de molest, R= soutenu des gaz idéals).
Dans un gaz diatómico, la relation est:
Le calcul de l'énergie cinética d'objets plus compliqués comme les molécules, est plus difficile. Ils s'impliquent des degrés de liberté additionnelles lesquels ils doivent être envisagés. La deuxième loi de la termodinámica établit pourtant, que deux systèmes à l'interactuar l'un avec l'autre acquerront la même énergie promedio par particule, et donc la même température.
Dans un mélange de particules de diverse masses diverses, les particules les plus massives ils se mouvront plus lentement que les autres, mais quand même auront la même énergie promedio. Un átomo de Neón se meut relativement plus lent qu'une molécule de hidrógeno qu'ait la même énergie cinética. Une façon analogue de comprendre ceci est remarquer que par exemple, les particules de poussière suspendues dans un flux d'eau ils se meuvent plus lentement que les particules d'eau. Pour voir une illustration visuelle de celui-ci fait voyez est raccordez. La loi qui règle la différence dans les distributions de vitesse des particules quant à sa masse est la loi des gaz idéals.
Dans le cas particulier de la atmosphère, les meteorólogos ont défini la température atmosférica (autant la température virtuelle comme la potentielle) pour faciliter quelques calculs.
Sensation thermique
Est importante souligner que la Sensation thermique est quelque chose divers de la température telle comme se définit en termodinámica. La sensation thermique est le résultat de la forme en que le corps humain perçoit la température des objets et de l'environnement, et n'un reflet fidèle de la température réelle des choses. La sensation thermique est une peu de complexe de mesurer, par des divers motifs:
- Le corps humain mesure la température malgré le fait que sa propre température se maintient environ soutenue (autour de 37 °C), donc il n'obtient pas l'équilibre thermique avec l'environnement ou avec les objets que touche.
- Les augmentations ou accroissements de chaleur produits dans le corps humain dévient la sensation thermique de la valeur réelle de la température, ce que produit quelques sensations de température exageradamente grande ou baisse.
Pourtant, ils existent diverse formes de simuler dans un thermomètre la sensation thermique ainsi que la perçoit le corps humain:
Température sèche
S'appelle température sèche de l'air d'un environnement, ou plus simplement, température sèche, à la température du air, en faisant abstraction de la radiation calorífica des objets qu'entourent cet environnement concret et des effets de la humidité relative et des mouvements d'air. Il se peut obtenir avec le thermomètre de mercurio, à l'égard de dont bulbo, reflectante et de couleur blanche brillante, se peut supposer raisonnablement qu'il n'absorbe pas radiation.
Température radieuse
La température radieuse a en compte la chaleur émise par radiation des éléments de l'environnement.
Il se prend avec un thermomètre de bulbo, qu'a le dépôt de mercurio enfermé dans une sphère ou bulbo métallique de couleur noir, pour le ressembler le plus possible à un corps noir et absorbe la maximale radiation. Pour annuler en le possible l'effet de la température de l'air, le bulbo noir s'isole moyennant un autre bulbo dans lequel s'est fait au vide.
Les mesures se peuvent prendre sous le soleil ou à l'ombre. Dans le premier cas aura en compte la radiation solaire et il donnera une température assez plus élevée.
il aussi sert pour donner une idée de la sensation thermique.
La température de bulbo noir fait une fonction semblable, en donnant la combinaison de la température radieuse et l'environnementale
Température humide
Température de bulbo humide ou température humide est la température qui donne un thermomètre à l'ombre, avec le bulbo enveloppé dans une mèche de algodón humide sous un courant de air. Le courant d'air se produit moyennant un petit ventilateur ou en mettant le thermomètre en un molinete et en le faisant tourner. Au evaporarse le eau, absorbe chaleur, rebajando la température, effet qui reflétera le thermomètre. Combien mineur soit la humidité relative environnement, plus vite s'evaporará l'eau qui trempe le torchon. Ce type de mesure s'utilise pour donner une idée de la sensation thermique, ou en les psicrómetros pour calculer la humidité relative et la température du Point de rocío.
Coefficient de dilatation thermique
Pendant un transfert de chaleur, l'énergie qui est stockée en les raccordes intermoleculares entre 2 átomos change. Lorsque la énergie stockée augmente, il aussi le fait la longueur de ceux-ci tu raccordes. Ainsi, les solides normalement* se développent au s'échauffer et ils se contractent au se refroidir; ce comportement de réponse devant la température s'exprime moyennant le coefficient de dilatation thermique (unités: °C-1):
- ceci n'arrive pas pour tous les solides: l'exemple le plus typique que ne l'accomplit il pas est le gel.
Pour solides, le type de coefficient de dilatation plus comúnmente usé est le coefficient de dilatation linéaire αL. Pour une dimension linéaire n'importe qui, se peut mesurer experimentalmente en comparant la valeur de dite grandeur avant et après vrai de changement de température, comme:
Peut être usée pour abréger ce coefficient, autant la lettre grecque alfa
comme la lettre lambda
.
En gaz et des liquides il est plus commun user le coefficient de dilatation volumétrico αV, que vient donné par l'expression:
Pour solides, aussi peut se mesurer la dilatation thermique, bien que il résulte moins importante dans bien d'applications techniques. Pour la plupart de solides dans les situations pratiques d'intérêt, le coefficient de dilatation volumétrico résulte être plus ou moins le triple du coefficient de dilatation linéaire:
Erreur math (erreur lexicale): {\alpha_V}_\mbox{eus l'habitude de} \approx 3\alpha_L
Cette relation est exacte dans le cas de solides isotrópos.
Curiosités
- La température la plus grande enregistrée dans notre planète a été mesurée dans le désert de "L'Azizia", en Libye. Là, le 13 septembre 1922]], le thermomètre a marqué une température de 57,8º Celsius.
- La température la plus basse jamais enregistrée a été en l'Antártida, avec -89,2 °C, près la gare de Vostok, le 21 juillet 1983]], à 3420 m d'altitude.
- Le thermomètre a été inventé en 1607 par Galilée.
- La température moyenne plus grande a été enregistrée en Éthiopie avec 34,6 °C, entre les ans 1960 et 1966.
- La température moyenne plus basse a été enregistrée dans la gare de Vostok, avec -55,1 °C, entre les ans 1961 et 1990.
- La température la plus basse enregistrée dans une zone habitée a été en Oymyakon, en Sibérie, où le 26 janvier 1926, s'a enregistré une température de -71,2 °C.
- La température la plus grande obtenue en le Pôle Sud a été de -13,6 en 1978.
Références
Tu raccordes externes
Wikimedia Commons Héberge contenu multimédia sur Température.Commons
Wikilibros héberge un livre ou manuel sur Température.
Wikiversidad Héberge des projets d'apprentissage sur Température.Wikiversidad
- Fichier:Wiktionary-logo-est.png Wikcionario a définitions pour Température.
- Conversor d'Unités de Température
- Curiosités
- Plus curiositésdonne:Temperaturle:Θερμοκρασίαj'ai:טמפרטורהallez:Suhuson:Suhuai vu:Nhiệt độ

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