§ 4. Цеплавая раўнавага. Тэмпература — мера сярэдняй кінетычнай энергіі цеплавога руху часціц рэчыва
У паўсядзённым жыцці пад тэмпературай мы разумеем ступень нагрэтасці цела (халоднае, цёплае, гарачае). Такі падыход з’яўляецца даволі суб’ектыўным, ён залежыць не толькі ад стану разгляданага цела, але і ад нашых адчуванняў. Каб пазбегнуць суб’ектыўнай нявызначанасці, неабходна знайсці спосаб вымярэння тэмпературы.
Цеплавая раўнавага. Калі два целы судакранаюцца, то малекулы гэтых цел, узаемадзейнічаючы паміж сабой, будуць абменьвацца энергіяй. Пры гэтым малекулы з большай кінетычнай энергіяй перадаюць частку энергіі малекулам з меншай кінетычнай энергіяй. У выніку сярэдняя кінетычная энергія цеплавога руху малекул аднаго цела павялічваецца, а другога — памяншаецца. Цела, якое аддае энергію, называюць больш нагрэтым, а цела, да якога энергія пераходзіць, — менш нагрэтым. Як паказваюць доследы, такі пераход энергіі працягваецца да таго часу, пакуль не ўстановіцца пэўны стан, у якім целы могуць знаходзіцца колькі заўгодна. У гэтым стане ступень нагрэтасці цел становіцца аднолькавай і такой застаецца, а значыць, целы маюць аднолькавую тэмпературу. Гэта ўлічваюць пры вымярэнні тэмпературы цела. Тэрмометр прыціскаюць да цела, але адлік яго паказанняў робяць не адразу, а праз некаторы прамежак часу. Гэта неабходна для таго, каб паміж тэрмометрам і целам устанавілася цеплавая раўнавага.
Цеплавая раўнавага — стан ізаляванай фізічнай сістэмы, пры якім усе яе макраскапічныя параметры застаюцца нязменнымі з цягам часу.
Пад ізаляванай, або замкнутай, сістэмай разумеюць сістэму цел, якая не абменьваецца энергіяй з навакольнымі целамі.
Адзначым, што целы фізічнай сістэмы, якая знаходзіцца ў стане цеплавой раўнавагі, могуць мець розныя значэнні шчыльнасці, канцэнтрацыі, ціску і аб’ёму. Аднак тэмпература ўсіх цел, што складаюць такую сістэму, заўсёды аднолькавая.
1. Тэмпература вады ў шклянцы t = 18 °С. Чаму роўная тэмпература тэрмометра, які апушчаны ў ваду?
2. Апушчаны ў шклянку з вадой лабараторны тэрмометр вынялі і паднеслі да настольнай лямпы, каб лепш разгледзець яго паказанні. Ці карэктна вызначана тэмпература вады?
Цікава ведаць
Паняцці «градус» і «тэмпература» з’явіліся задоўга да вынаходства тэрмометра. Знакаміты старажытнарымскі лекар Гален (II ст.) лічыў, што ўсе лекі варта адрозніваць па «градусах» (ад лац. gradus — ступень) цеплыні, холаду, сухасці і вільготнасці. Гален вучыў, што адны лекі валодаюць ахаладжальным дзеяннем, а другія — сагравальным. Пры неабходнасці трэба было змешваць лекі, каб панізіць залішняе цяпло вільготнасцю, а холад — сухасцю. Ад лацінскага слова temperature (змешванне) пайшоў тэрмін «тэмпература».