Термодинамічний зміст температури. Способи вимірювання температури

Як уже зазначалося, у молекулярній фізиці використовують як термодинамічні, так і статистичні методи дослідження. Згідно з термодинамічним підходом, будь-яке макроскопічне тіло або групу макроскопічних тіл називають термодинамічною системою. Ідеальний газ є термодинамічною системою.

Величини, які характеризують стан термодинамічної системи без урахування молекулярної будови тіл – об’єм, тиск, температуру називають відповідно макроскопічними (або термодинамічними) параметрами.

Температура – це фізична величина, про яку ви знаєте з раннього дитинства як про ступінь нагрітості тіл (холодне, тепле, гаряче), характеристику теплої або холодної погоди в різні пори року, показник стану здоров’я тощо. Побутове поняття температури часто перешкоджає глибокому розумінню її фізичного змісту. Це одна з не простих фізичних величин, до розуміння якої людство йшло протягом багатьох століть. Температура як термодинамічна величина характеризує тепловий стан системи, як молекулярно-кінетична величина – інтенсивність хаотичного руху молекул в цій системі. Численні спостереження і досліди свідчать, що для будь-яких взаємодіючих макроскопічних тіл або групи тіл (термодинамічної системи) за незмінних зовнішніх умов раніше чи пізніше настає стан теплової рівноваги.

Тепловою або термодинамічною рівновагою називають такий стан системи, коли всі її макроскопічні параметри як завгодно довго лишаються незмінними.

Отже, коли між двома тілами встановлюється тепловий контакт і зовнішні умови не змінюються, тіла приходять до стану теплової рівноваги.

Термодинамічна система може перебувати у різних станах теплової рівноваги. У кожному з цих станів температура має певне значення. Інші величини можуть мати у стані теплової рівноваги різні (але постійні) значення. Так, об’єми різних частин системи і тиски всередині їх, за наявності твердих перегородок, можуть бути різними. Якщо до кімнати ви внесете м’яч, що був наповнений стиснутим повітрям надворі, через деякий час температура повітря у ньому і в кімнаті зрівняються. А тиск повітря в м’ячі все одно буде більшим, ніж у кімнаті.

У всіх частинах системи, що перебуває в стані теплової рівноваги, температура

має одне й те саме значення.