# Тэмпэратура

**Тэмпэрату́ра** (па-лацінску: *temperatura* — належнае зьмешваньне, нармальны стан) — фізычная велічыня, якая прыкладна характарызуе сярэднюю кінэтычную энэргію часьцінак макраскапічнай сыстэмы, якая прыходзіцца на адну ступень свабоды, зьмешчанай у стане тэрмадынамічнай раўнавагі.

У сыстэме СІ тэмпэратура вымяраецца ў кельвінах. Але на практыцы часта ўжываюць градусы Цэльсія з-за прывязкі да важных характарыстак вады — тэмпэратуры плаўленьня (0 °C) і тэмпэратуры кіпеньня (100 °C). Гэта зручна, бо большасьць кліматычных працэсаў, працэсаў у жывой прыродзе і г. д. зьвязаныя з гэтым дыяпазонам.

Існуюць таксама шкалы Фарэнгайта і некаторыя іншыя.

## Тэрмадынамічны падыход

Тэмпэратура — велічыня, зваротная зьмене **энтрапіі** (ступені бязладзіцы) сыстэмы пры даданьні ў сыстэму адзінкавай **колькасьці цеплыні**: 1/*T* = Δ*S*/Δ*Q*.

У раўнаважкім стане тэмпэратура мае аднолькавае значэньне для ўсіх макраскапічных частак сыстэмы. Калі ў сыстэме два целы маюць аднолькавую тэмпэратуру, то паміж імі не адбываецца перадачы кінэтычнай энэргіі часьціц (цеплыні). Калі існуе розьніца тэмпэратур, то цеплыня пераходзіць ад цела з больш высокай тэмпэратурай да цела зь ніжэйшай, таму што сумарная энтрапія пры гэтым узрастае.

Тэмпэратура зьвязаная таксама з суб’ектыўнымі адчуваньнямі «цеплыні» і «холада», зьвязанымі з тым, ці аддае жывая тканіна цеплыню або атрымлівае яе.

Некаторыя квантавамэханічныя сыстэмы могуць знаходзіцца ў стане, пры якім энтрапія не ўзрастае, а меншае пры даданьні энэргіі, што фармальна адпавядае адмоўнай абсалютнай тэмпэратуры. Аднак такія станы знаходзяцца не «ніжэй за абсалютны нуль», а «вышэй за бясконцасьць», паколькі пры кантакце такой сыстэмы зь целам, якое валодае дадатнай тэмпэратурай, энэргія перадаецца ад сыстэмы да цела, а не наадварот (падрабязьней гл. квантавая тэрмадынаміка).

Уласьцівасьці тэмпэратуры вывучае падзел фізыкі — тэрмадынаміка. Тэмпэратура таксама гуляе важную ролю ў шматлікіх абласьцях навукі, уключаючы іншыя падзелы фізыкі, а таксама хімію і біялёгію.

## Вымярэньне тэмпэратуры

Для вымярэньня тэмпэратуры выбіраецца некаторы тэрмадынамічны парамэтар тэрмамэтрычнага рэчыва. Зьмена гэтага парамэтру адназначна зьвязваецца са зьменай тэмпэратуры.

На практыцы для вымярэньня тэмпэратуры выкарыстаюць

* тэрмомэтар,
* тэрмапару,
* аптычны піромэтар
* Тэрмасупраціў
* Тэрмомэтар супраціву
* Газавы тэрмомэтар

## Гісторыя

Слова «тэмпэратура» паўстала ў тыя часы, калі людзі лічылі, што ў больш нагрэтых целах утрымоўваецца большая колькасьць адмысловага рэчыва — цепларода, чым у меней нагрэтых. Таму тэмпэратура ўспрымалася як крэпасьць сумесі рэчывы цела і цеплароду. Па гэтым чыньніку адзінкі вымярэньня крэпасьці спіртных напояў і тэмпэратуры завуцца аднолькава — градусамі.

## Адзінкі і шкала вымярэньня тэмпэратуры

З таго, што тэмпэратура — гэта кінэтычная энэргія малекул, ясна, што найболей натуральна вымяраць яе ў энэргетычных адзінках (г. зн. у сыстэме СІ у джоўлях). Аднак вымярэньне тэмпэратуры пачалося задаўга да стварэньня малекулярна-кінэтычнай тэорыі, таму практычныя шкалы вымераюць тэмпэратуру ва ўмоўных адзінках — градусах.

### Шкала Кельвіна

У тэрмадынаміцы выкарыстоўваецца шкала Кельвіна, у якой тэмпэратура адлічваецца ад абсалютнага нуля (стан, які адпавядае мінімальнай тэарэтычна магчымай унутранай энэргіі цела), а адзін кельвін роўны 1/273,16 адлегласьці ад абсалютнага нуля да патроенага пункту вады (станы, пры якім лёд, вада і вадзянік пар знаходзяцца ў раўнавазе). Для пераліку кельвінаў у энэргетычныя адзінкі служыць сталая Больцмана. Выкарыстоўваюцца таксама вытворныя адзінкі: кілякельвін, мэгакельвін, мілікельвін і г. д.

### Шкала Цэльсія

У побыце выкарыстоўваецца шкала Цэльсія, у якой за 0 прымаюць пункт замярзаньня вады, а за 100° пункт кіпеньня вады пры нармальным атмасфэрным ціску. Паколькі тэмпэратура замярзаньня і кіпеньня вады нядосыць добра вызначаная, у цяперашні час шкалу Цэльсія вызначаюць праз шкалу Кельвіна: градус Цэльсія роўны кельвіну, абсалютны нуль прымаецца за −273,15 °C. Шкала Цэльсія практычна вельмі зручная, паколькі вада вельмі распаўсюджаная на нашай плянэце і на ёй заснаваная наша жыцьцё. Нуль Цэльсія — адмысловы пункт для мэтэаралёгіі, паколькі замярзаньне атмасфэрнай вады істотна ўсё зьмяняе.

### Шкала Фарэнгайта

У Ангельшчыне і, асабліва, у ЗША выкарыстоўваецца шкала Фарэнгайта. У гэтай шкале на 100 градусаў паасобны інтэрвал ад тэмпэратуры самой халоднай зімы ў горадзе, дзе жыў Фарэнгайт, да тэмпэратуры чалавечага цела. Нуль градусаў Цэльсія — гэта 32 градусу Фарэнгайта, а градус Фарэнгайта роўны 5/9 градусу Цэльсія.

У цяперашні час прынята наступнае азначэньне шкалы Фарэнгайта: гэта тэмпэратурная шкала, 1 градус якой (1 °F) роўны 1/180 рознасьці тэмпэратур кіпеньня вады і раставаньня лёду пры атмасфэрным ціску, а пункт раставаньня лёду мае тэмпэратуру +32 °F. Тэмпэратура па шкале Фарэнгайта зьвязаная з тэмпэратурай па шкале Цэльсія (t °С) суадносінамі t °С = 5/9 (t °F — 32), 1 °F = 9/5 °С + 32. Прапанаваная Г. Фарэнгайтам у 1724.

### Шкала Рэамюра

Прапанаваная ў 1730 годзе Р. А. Рэамюрам, які апісаў вынайдзены ім сьпіртавы тэрмомэтар.

Адзінка — градус Рэамюра (°R), 1 °R роўны 1/80 часткі тэмпэратурнага інтэрвалу паміж апорнымі пунктамі — тэмпэратурай раставаньня лёду (0 °R) і кіпеньня вады (80 °R)

1 °R = 1,25 °C.

У цяперашні час шкала выйшла з ужываньня, даўжэй усяго яна захоўвалася ў Францыі, на радзіме аўтара.

### Электронвольт

У ядзернай фізыцы, асабліва пры вывучэньні тэрмаядзерных рэакцыяў, часам выкарыстоўваецца энэргетычная адзінка вымярэньня — Электронвольт (эв), 1 эв ≈ 11 604,505(20) К ~ 104 К. Ужываюцца і вытворныя адзінкі: KэВ, МэВ, ГэВ і т.д.

## Пераходы з розных шкал

Пералік тэмпэратуры паміж асноўнымі шкаламі| у\з | Кельвін | Цэльсій | Фарэнгайт |
| --- | --- | --- | --- |
| Кельвін (K) | = K | = З + 273,15 | = (F + 459,67) / 1,8 |
| Цэльсій (°C) | = K − 273,15 | = C | = (F − 32) / 1,8 |
| Фарэнгайт (°F) | = K • 1,8 − 459,67 | = C • 1,8 + 32 | = F |

## Параўнаньне тэмпэратурных шкал

Параўнаньне тэмпэратурных шкал| Апісаньне | Кельвін | Цэльсій | Фарэнгайт | Ранкін | Дэліль | Ньютон | Рэамюр | Рэмэр |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Абсалютны нуль | 0 | −273.15 | −459.67 | 0 | 559.725 | −90.14 | −218.52 | −135.90 |
| Тэмпэратура раставаньня сумесі Фарэнгайта (соль і лёд у роўных колькасьцях) | 255.37 | −17.78 | 0 | 459.67 | 176.67 | −5.87 | −14.22 | −1.83 |
| Тэмпэратура замярзаньня вады (нармальныя ўмовы) | 273.15 | 0 | 32 | 491.67 | 150 | 0 | 0 | 7.5 |
| Сярэдняя тэмпэратура чалавечага цела ¹ | 310.0 | 36.6 | 98.2 | 557.9 | 94.5 | 12.21 | 29.6 | 26.925 |
| Тэмпэратура кіпеньня вады (нармальныя ўмовы) | 373.15 | 100 | 212 | 671.67 | 0 | 33 | 80 | 60 |
| Плаўленьне тытану | 1941 | 1668 | 3034 | 3494 | −2352 | 550 | 1334 | 883 |
| Паверхня Сонца | 5800 | 5526 | 9980 | 10440 | −8140 | 1823 | 4421 | 2909 |

¹
Нармальная тэмпэратура чалавечага цела — 36.6 °C ±0.7 °C, або 98.2 °F ±1.3 °F. Прыводнае звычайна значэньне 98.6 °F — гэтае дакладнае пераўтварэньне ў шкалу Фарэнгайта прынятага ў Нямеччыне ў XIX стагодзьдзі значэньня 37 °C. Паколькі гэтае значэньне не ўваходзіць у дыяпазон нармальнай тэмпэратуры па сучасных прадстаўленьнях, можна казаць, што яно ўтрымоўвае залішнюю (няслушную) дакладнасьць.

## Глядзіце таксама

* Абсалютная тэрмадынамічная тэмпэратура
* Абсалютная шкала тэмпэратур
* Каляровая тэмпэратура
* Закон Стэфана-Больцмана

## Вонкавыя спасылкі

 **Тэмпэратура** — сховішча мультымэдыйных матэрыялаў