Was ist Temperatur – Physik – Definition

Im normalen Leben ist die Temperatur eine objektive Vergleichsmessung von Hitze oder Kälte basierend auf unserem Tastsinn. In der Physik wird die Definition der Temperatur verallgemeinert. Wärmetechnik

Was ist Temperatur?

In der Physik und im alltäglichen Leben ist eine Temperatur eine objektive Vergleichsmessung von Hitze oder Kälte basierend auf unserem Tastsinn. Ein Körper, der sich heiß anfühlt, hat normalerweise eine höhere Temperatur als ein ähnlicher Körper, der sich kalt anfühlt. Aber diese Definition ist keine einfache Angelegenheit. Beispielsweise fühlt sich ein Metallstab bei Raumtemperatur kälter an als ein Kunststoffstab, weil Metalle im Allgemeinen besser Wärme von der Haut ableiten können, als Kunststoffe. Einfach Hotness dargestellt werden abstrakt und daher ist es notwendig , eine objektive Methode zur Messung der Temperatur zu haben. Es ist eine der grundlegenden thermodynamischen Eigenschaften. Was ist die Temperatur in der Physik….

Thermisches Gleichgewicht

Zeroth-Gesetz der Thermodynamik
Zeroth-Hauptsatz der Thermodynamik: Befinden sich zwei Systeme mit einem Drittel im thermischen Gleichgewicht, befinden sie sich im thermischen Gleichgewicht.

Ein besonders wichtiges Konzept ist thermodynamisches Gleichgewicht . Wenn zwei Objekte in thermischen Kontakt gebracht werden , fließt im Allgemeinen Wärme zwischen ihnen, bis sie miteinander ins Gleichgewicht kommen . Wenn eine Temperaturdifferenz vorliegt, fließt Wärme spontan vom wärmeren zum kälteren System . Die Wärmeübertragung erfolgt durch Wärmeleitung oder durch Wärmestrahlung . Wenn der Wärmefluss stoppt , sie sollen in der seine gleichen Temperatur . Sie sollen sich dann im thermischen Gleichgewicht befinden .

Zum Beispiel lassen Sie ein Thermometer in einer Tasse Kaffee. Während die beiden Objekte interagieren, wird das Thermometer heißer und der Kaffee kühlt ein wenig ab, bis sie ein thermisches Gleichgewicht erreichen . Zwei Objekte sind so definiert, dass sie sich im thermischen Gleichgewicht befinden, wenn beim thermischen Kontakt keine Nettoenergie von einem zum anderen fließt und sich ihre Temperaturen nicht ändern . Wir können postulieren:

Wenn die beiden Objekte im thermischen Gleichgewicht sind, werden ihre Temperaturen gleich.

Dies ist Gegenstand eines Gesetzes, das als „nulltes Gesetz der Thermodynamik“ bezeichnet wird.

 

Die Temperatur ist ein sehr wichtiges Merkmal der Materie. Viele Eigenschaften der Materie ändern sich mit der Temperatur . Die Länge eines Metallstabs, der Dampfdruck in einem Kessel, die Fähigkeit eines Drahtes, elektrischen Strom zu leiten, und die Farbe eines sehr heiß leuchtenden Objekts. All dies hängt von der Temperatur ab .Beispielsweise dehnen sich die meisten Materialien aus, wenn ihre Temperatur erhöht wird. Diese Eigenschaft ist in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik sehr wichtig, auch in der Nukleartechnik . Der thermodynamische Wirkungsgrad von Kraftwerken ändert sich mit der Temperatur des Einlassdampfes oder sogar mit der Außentemperatur. Bei höheren Temperaturen leuchten Feststoffe wie Stahl je nach Temperatur orange oder sogar weiß. Das weiße Licht einer gewöhnlichen Glühbirne kommt von einem extrem heißen Wolframdraht. Es ist ersichtlich, dass die Temperatur eine der grundlegenden Eigenschaften ist, die Materie beschreibt und das Verhalten der Materie beeinflusst.

Temperaturskalen

Temperaturumrechnung - Fahrenheit - CelsiusWenn Sie ein Thermometer verwenden, müssen Sie eine Skala an der Rohrwand mit Zahlen markieren. Wir müssen eine Temperaturskala definieren . Eine Temperaturskala ist eine Möglichkeit, die Temperatur relativ zu einem Startpunkt (0 oder Null) und einer Maßeinheit zu messen .

Diese Zahlen sind willkürlich und historisch wurden viele verschiedene Schemata verwendet. Dies wurde beispielsweise erreicht, indem einige physikalische Vorkommen bei bestimmten Temperaturen definiert wurden – wie z. B. der Gefrier- und Siedepunkt von Wasser  – und diese als 0 bzw. 100 definiert wurden.

Es gibt verschiedene Skalen und Einheiten zur Temperaturmessung. Die häufigsten sind:

  • Celsius (bezeichnet als ° C),
  • Fahrenheit (bezeichnet ° F),
  • Kelvin (bezeichnet mit K; besonders in der Wissenschaft).

Die Temperatur erforderte eine Kernfusion

KernfusionsreaktionDeuterium-Tritium-Fusion . Die Fusionsreaktion von Deuterium und Tritium ist besonders interessant, da sie Energie für die Zukunft liefern kann.

3T (d, n) 4He

Die Reaktion liefert ~ 17 MeV Energie pro Reaktion, erfordert jedoch eine enorme Temperatur von ungefähr 40 Millionen Kelvin , um die Coulomb-Barriere durch die anziehende Kernkraft zu überwinden, die in engen Entfernungen stärker ist. Der Deuteriumbrennstoff ist reichlich vorhanden, aber Tritium muss entweder aus Lithium gezüchtet oder beim Betrieb des Deuteriumzyklus gewonnen werden.

Höchste künstliche Temperatur

Am 13. August 2012 gaben Wissenschaftler des Large Hadron Collider (LHC) des CERN in Genf (Schweiz) bekannt, dass sie ein Quark-Gluon-Plasma mit einer Rekordtemperatur von 5,5 Billionen K erzeugt haben .

Das Team hatte das ALICE-Experiment verwendet, das sich auf die Untersuchung des QCP und anderer Bedingungen im Uruniversum konzentriert, um Bleiionen mit 99% der Lichtgeschwindigkeit zusammenzuschlagen und ein Quark-Gluon-Plasma zu erzeugen. Es wird angenommen, dass sich das Universum bis zu einigen Millisekunden nach dem Urknall in einem Quark-Gluon-Plasma-Zustand befand, der ein exotischer Materiezustand ist. Es wird angenommen, dass Quark-Gluon-Plasma aus asymptotisch freien Quarks und Gluonen besteht.

Niedrigste künstliche Temperatur

Laut Guiness World Records liegt  die niedrigste künstliche Temperatur, die bisher erreicht wurde, bei 450 Picokelvin über dem absoluten Nullpunkt (nur ein halbes Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt). Dies wurde von einem Wissenschaftlerteam am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Massachusetts, USA, erreicht.

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.