Температура

Температура

Температура (від латів.(латинський) temperatura — належне змішення, відповідність, нормальний стан), фізична величина, що характеризує стан термодинамічної рівноваги макроскопічної системи. Т. однакова для всіх частин ізольованої системи, що знаходиться в рівновазі термодинамічному . Якщо ізольована система не знаходиться в рівновазі, то з перебігом часу перехід енергії (теплопередача) від більш нагрітих частин системи до менш нагрітим приводить до вирівнювання Т. у всій системі (перший постулат, або нульовий початок термодинаміки ) . Т. визначає: розподіл створюючих систему часток по рівням енергії (див. Больцмана статистика ) і розподіл часток за (див. Максвелла розподіл ) швидкостями ; міра іонізації речовини (див. Саха формула ) ; властивості рівноважного електромагнітного випромінювання тіл — спектральну щільність випромінювання (див. Планка закон випромінювання ), повну об'ємну щільність випромінювання (див. Стефана — Больцмана закон випромінювання ) і т. д. Т., що входить як параметр в розподіл Больцмана, часто називають Т. збудження, в розподіл Максвелла — кінетичною Т., у формулу Саха — іонізаційною Т., в закон Стефана — Больцмана — радіаційною температурою . Оскільки для системи, що знаходиться в термодинамічній рівновазі, всі ці параметри дорівнюють один одному, їх називають просто температурою системи. У кінетичній теорії газів і ін. розділах статистичної механіки Т. кількісно визначається так, що середня кінетична енергія поступальної ходи частки (що володіє трьома мірами свободи) рівна  кТ, де до — Больцмана постійна, Т — температура тіла. У загальному випадку Т. визначається як похідна від енергії тіла в цілому по його ентропії . Така Т. завжди позитивна (оскільки кінетична енергія позитивна), її називають абсолютною Т. або Т. за термодинамічною температурною шкалою. За одиницю абсолютною Т. в Міжнародній системі одиниць (СІ) прийнятий кельвін (К). Часто Т. вимірюють за шкалою Цельсія ( t ) , значення t пов'язані з Т рівністю t = Т – 273,15 До (градус Цельсія дорівнює Кельвіну). Методи виміру Т. розглянуті в статтях Термометрія, Термометр  В тілах, частки яких володіють магнітним моментом, енергія зазвичай повільно передається від поступальних до магнітних мір свободи, пов'язаних з можливістю зміни напряму магнітного моменту. Завдяки цьому існують стани, в яких система магнітних моментів характеризується Т., не співпадаючою з кінетичною Т., відповідною поступальній ході часток. Магнітна Т. визначає магнітну частину внутрішньої енергії і може бути як позитивною, так і негативною (див. Негативна температура ) . В процесі вирівнювання Т. енергія передається від часток (мір свободи) з більшою Т. до часток (мірам свободи) з меншою Т., якщо вони одночасно позитивні або негативні, але у зворотному напрямі, якщо одна з них позитивна, а інша негативна. У цьому сенсі негативна Т. «вище» будь-якою позитивною.  

 Поняття Т. застосовують також для характеристики нерівноважних систем (див. Термодинаміка нерівноважних процесів ) . Наприклад, яскравість небесних тіл характеризують температурою яскравості, спектральний склад випромінювання — колірною температурою і т. д.  

  Л. Ф. Андрєєв.