4 Parametry powietrza temperatura Temperatura jedna z podstawowych

4. Parametry powietrza – temperatura.

Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii. Temperatura jest miarą stanu cieplnego danego ciała. Jeśli dwa ciała mają tę samą temperaturę, to w bezpośrednim kontakcie nie przekazują sobie ciepła, gdy zaś temperatura obu ciał jest różna, to następuje przekazywanie ciepła z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej – aż do wyrównania się temperatury obu ciał.

Skale temperatury. Termodynamiczna definicja temperatury pozwala porównywać jej wartości, ale nie określa jej skali. Na przykład nie określa – kiedy temperatura jednego ciała jest dwa razy wyższa od temperatury drugiego. Dlatego fizycy konstruują skale temperatury. Skala temperatury zawiera charakterystyczne wartości temperatury i odpowiadające im zjawiska określające stan cieplny. Pierwotnie skale były konstruowane w oparciu o charakterystyczne wartości temperatury zmian stanów skupienia i przy założeniu, że rozszerzalność cieczy jest liniowa, później konstrukcje opierano na właściwościach gazów, współcześnie definiuje się temperaturę poprzez odwołanie do fizyki statystycznej.

Pierwsi konstruktorzy termometrów i skal temperatury opierali swe skale na znanych im zjawiskach, najczęściej przyjmowano, że zmiana temperatury jest proporcjonalna do zmiany objętości cieczy (alkoholu, rtęci). W skalach tych, jako punkty odniesienia, przyjmowano wartości temperatury dwóch zjawisk zachodzących w dobrze określonych warunkach.

Skala Celsjusza. W skali Celsjusza przyjmuje się, że 0 °C odpowiada temperaturze zamarzania wody, a 100 °C, to temperatura wody wrzącej pod normalnym ciśnieniem (choć Celsjusz pierwotnie przyjmował odwrotnie). W tak skonstruowanych skalach mogą występować wartości ujemne temperatury.

Skala Kelvina (skala bezwzględna) jest skalą termometryczną absolutną, tzn. zero w tej skali oznacza najniższą teoretycznie możliwą temperaturę, jaką może mieć ciało. Jest to temperatura, w której (według fizyki klasycznej) ustały wszelkie drgania cząsteczek. Temperatury tej nie da się jednak osiągnąć – obliczono ją na podstawie funkcji uzależniającej temperaturę od energii kinetycznej w gazach doskonałych. Funkcję tę opracował William Thomson, lord Kelvin, na którego cześć nazwano skalę i jednostkę temperatury.

Skala Fahrenheita (symbol °F) jedna ze skal pomiaru temperatury, zaproponowana w 1724 roku i nazwana od nazwiska jej twórcy Daniela Gabriela Fahrenheita (1686– 1736). Była używana do pomiaru temperatury w krajach stosujących imperialne jednostki miar do połowy XX wieku, kiedy została wyparta przez skalę Celsjusza. Obecnie używana jest w USA, Kajmanach, Bahamach oraz Belize. W Kanadzie istnieje jako skala uzupełniająca. 32 °F odpowiadają temperaturze topnienia lodu, a 212 °F – wrzenia wody.

Fahrenheit wzorował się podczas jej opracowania na skali Ole Rømera. Poznał go nawet osobiście. Skala Rømera opiera się na czterech wartościach: temperaturze zamarzania solanki (0 °Rø), zamarzaniu wody (7, 5 °Rø), temperatury ludzkiego ciała (22, 5 °Rø) i temperaturze wrzenia wody (60 °Rø). Fahrenheit postanowił zwiększyć precyzję swojej skali, mnożąc wartości Rømera przez 4 oraz ponownie ją kalibrując.

Przyjął trzy punkty odniesienia dla swojej skali: • 0 °F – temperaturę zamarzania mieszaniny wody, lodu i salmiaku w proporcjach 1: 1: 1 (− 17, 78 °C), • 32 °F – temperaturę lodu i wody w proporcjach 1: 1 • 96 °F – temperaturę ludzkiego ciała (3 razy wyższa niż temperatura zamarzania wody, 3× 32°F=96°F). Już po ogłoszeniu w 1724 roku swojej skali, kilka lat przed śmiercią, Fahrenheit dokonał ostatniej modyfikacji. Ustalił temperaturę wrzenia wody na 212 °F, 180° więcej niż mieszanki wody i lodu, jako ważniejszą w nauce niż temperatura ludzkiego ciała. Od tego czasu temperatura ciała człowieka wynosi 98, 6 °F.

Przydatne linki: • • • Skala Celsjusza: http: //www. scholaris. pl/resources/run/id/48138 Skala Kelvina: http: //www. scholaris. pl/resources/run/id/48141 Skala Fahrenheita: http: //www. scholaris. pl/resources/run/id/48139 Temperatura: http: //www. scholaris. pl/resources/run/id/48134 Temperatura: http: //www. scholaris. pl/resources/run/id/48142 Rozszerzalność gazów a skala Kelvina: http: //www. scholaris. pl/resources/run/id/50707