Hőmérséklet és mérése
Ha két különböző fokú "fűtés" test érintkezik, akkor ezek a testek egymásba ütköző molekulái energiát kölcsönöznek egymásnak. Ebben az esetben az energiát elveszítõ szervezetet fûtésnek nevezik, és a testet, amelyhez az energiát átruházzák - kevésbé fûtve. Tapasztalatból ismert, hogy a makroszkopikus (teljes) energiaátmenet mindaddig folytatódik, amíg makroszkopikus termikus egyensúly nem jön létre ezek közé a testek közé. Ebben az állapotban a makroszkopikus energiaátadás egyik testről a másikra nem lesz, bár mikroszkopikus szinten a molekulák kicserélik az energiát.
A testek melegítésének mértéke a hőmérséklet fogalma. Az a képesség, hogy összehasonlítsuk a hőmérséklet a különböző szervek fizikai eszköz (hőmérő) alapján a következő kísérleti helyzet: ha az objektum A jelentése termikus egyensúlyban a testekhez B és C. A szervezetben a C és is termikus egyensúlyban egymással. Ebből a helyzetből kell, hogy összehasonlítjuk a hőmérséklet különböző szervek elég válasszon az alábbi szervek, amelyek az úgynevezett termometriás szervezetben.
Nagyon fontos megjegyezni, hogy a termometrikus test választása nem önkényes. Úgy választják, hogy a test állapotát jellemző fizikai mennyiség a hőmérséklet függvénye. A fizikai mennyiségnek nyilvánvalóan: 1) folytonosnak kell lennie; 2) monoton, azaz. nincs különböző értéke ugyanazon a hőmérsékleten; 3) pontosan, egyszerűen és kényelmesen mérhető; 4) pontosan reprodukálható; 5) a lehető legnagyobb mértékben növekedjen egy fokú hőmérsékletváltozással (nagy érzékenység); 6) függetlenül más tényezők hatásától, kivéve a hőmérsékletet. A fenti feltételeknek megfelelő mennyiséget hőmérőnek nevezik.
Általánosságban elmondható, hogy nincs egyetlen fizikai mennyiség, amely teljesen teljesíti a fenti követelményeket a teljes hőmérsékleti tartományban. Ahhoz, hogy kisebb vagy nagyobb mértékben ezek a feltételek teljesülnek, a következő fizikai mennyiség függ a hőmérséklettől nyomáson ideális gáz állandó térfogaton, a kötet egyes folyadékok állandó nyomáson, az ellenállás a fémek, félvezetők, vezetőképesség, thermoelectromotive erő az érintkezési fémvegyületek, intenzitású elektromágneses sugárzás, és más szerveket.
Adjuk meg az x hőmérési mennyiség kiválasztását, azaz a hőmérséklet csak x. .
Tény, hogy a termometrikus választott x értéke függ, általában, a többi paraméter, hogy a hőmérséklet mérést meg nyilvánvalóan állandó értéken tartjuk. Például, a P nyomást az ideális gázok függ a hőmérséklettől t és térfogat V. 6 de az a feltétele a gáz P nyomás lehet bejelentés termometriás értéket, ha a gáz mennyisége kísérletben V = const.
A hőmérséklet és a hőmérő rendszeres kapcsolatát kifejező függvényt a hőmérő egyenletnek nevezik.
Nyilvánvaló, hogy már a kísérlet előtt a f (x) függvény alakjának kísérleti meghatározásához szükség van a hőmérséklet mérésére, mivel ehhez ismerni kell az x hőmérési értékeket. amely egymást követő hőmérsékletek sorozatának felel meg. Ezért a hőmérséklet és a hőmérés közötti funkcionális kapcsolat formája kezdetben csak önkényesen választható. Egyszerűség kedvéért választani egy lineáris, azaz hisz
ahol a és b állandók. Az állandó a értékét a hőmérséklet-egység választása határozza meg.
Termometriás test és hőmérési érték kiválasztása, valamint a hőmérő egyenlete meghatározása. állítsa be a hőmérséklet-mértékegységet. Ebből a célból vesszük a hőmérséklet tengelyen két tetszőleges, de könnyen reprodukálható a tapasztalati pontokat, amely az úgynevezett referencia: az első kanyarodó egyensúlyi hőmérséklet a két fázis között (szilárd és folyékony) vizet atmoszferikus nyomáson, a második - az egyensúlyi hőmérséklet a forró vizet, és a gőz szintén ugyanazon a légköri nyomáson. Az első referenciapont tulajdonított tetszőleges számértéket t1 (Celsius és t1 = 0. Reaumur Fahrenheit és t1 = 32). A második referenciapont tulajdonított tetszőleges számú t2 (Celsius-fokokban adjuk t2 = 100. Reaumur t2 = 80 és t2 = 212 Fahrenheit). Nyilvánvaló, hogy két referenciapont két a és b állandót határoz meg (1.6.1).
Az (1.6.1) egyenletben t = t1 és t = t2 értéket állítunk be. Ennek eredményeképpen van
ahol x1. x2 a kísérletben a t1 és t2 referenciapontokban mért hőmérési értékek.
Helyettesítjük (1.6.3) (1.6.1) pontot. majd
A (1.6.4) kifejezést (1.6.5) levonjuk. Ennek eredményeképpen,