2.4. Температура

Температура – один из основных параметров вещества, и является мерой средней кинетической энергии молекул, т.е. мерой скорости их теплового движения. Чем выше эта скорость, тем выше температура тела. К сожалению, нет таких приборов, с помощью которых можно было бы непосредственно измерять среднюю кинетическую энергию молекул, поэтому температуру определяют косвенно.

Создателем первого термометра был немецкий ученый Г. Фаренгейт (1686 – 1736 гг.), который за начало шкалы своего термометра принял температуру таяния смеси, состоящей из нашатыря и тающего льда, взятых в одинаковых массах. Верхняя точка этой шкалы соответствовала температуре кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Расстояние между этими температурами он разделил на 180 частей и таким образом получил размер одного градуса, обозначаемого символом oF.

В 1723 г. французский физик Р. Реомюр предложил шкалу, основанную на двух реперных точках: таяния льда и кипения воды. Расстояние между этими точками он разделил на 80 равных частей. Температуру в градусах Реомюра обозначают символом oR. Несколько позже (в 1742 г.) шведский астроном А. Цельсий (1701 – 1744 гг.) предложил температурную шкалу с теми же реперными точками, что и Реомюр, но расстояние между ними он разделил на 100 частей. Температуру в градусах Цельсия обозначают символом oС.

В настоящее время принято в качестве основной – термодинамическая шкала. Она построена на единственной реперной точке – температуре тройной точки воды, т.е. когда находятся в равновесии три фазы: лед, жидкость и пар. Нижней границей шкалы является температура абсолютного нуля (практически недостижимая), когда прекращается тепловое движение молекул.

Единица температуры по термодинамической шкале получила название кельвин (К) по имени английского ученого Кельвина. Отметим, что 1 К равен 1 oС. Соотношение между температурами, определенными по шкале Кельвина и Цельсия следующее:

где Т – температура, К;   t – температура, oС.

Тройной точке присвоена температура 273,15 К. Единица температуры  Кельвин равна 1/273,15  температуры тройной точки воды. Она находится на 0,01 oС выше точки плавления льда.