ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Температура. Принцип температуры из "Термодинамика, статическая физика и кинетика Изд.2 " В 1 мы уже пользовались понятием температуры, считая его интуитивно ясным. Введем температуру теперь более строгим аксиоматическим путем. [c.14] Исходным пунктом для введения понятия температуры является весьма субъективный и расплывчатый термин — степень нагретости тела. Мы можем придать ему, однако, более объективный смысл, пользуясь тем, что существует целый ряд легко измеряемых физических параметров, зависящих от степени нагретости. Примерами таких параметров могут служить длина столбика жидкой ртути в стеклянной трубке, давление газа в сосуде с неизменным объемом, сопротивление проводника, излучательная способность накаленного тела и т. д. Измерение любого такого параметра может служить основой для создания эмпирического термометра. При этом шкала измерения условной или эмпирической температуры может быть выбрана произвольно. Например, при пользовании ртутным термометром мы можем назвать условной температурой длину столбика ртути, измеренную в любых единицах, или любую монотонно возрастающую функцию этой длины. Заметим также, что каждый эмпирический термометр имеет ограниченную (хотя бы с одной стороны) область пригодности. Так, нижняя граница пригодности ртутного термометра определяется точкой затвердевания ртути, нижняя граница пригодности газового термометра — точкой конденсации газа, верхняя граница применимости термометра сопротивления — точкой плавления (или кипения) металла и т. д. Благодаря тому, что эти области пригодности частично перекрываются, мы можем, выбрав за основу какой-то один эмпирический термометр, определить условную температуру по некоторой произвольной шкале в весьма широких пределах. [c.15] Введем теперь понятие термостата. Мы будем обозначать этим термином тело, теплоемкость которого велика по сравнению с теплоемкостью любых пробных тел, с которыми мы будем приводить его в контакт. Это значит, что, с одной стороны, при соприкосновении с пробными телами условная температура термостата не меняется и, с другой стороны, по истечении небольшого времени релаксации любое пробное тело, приведенное в контакт с термостатом, принимает его температуру. [c.15] Поместим в термостат сосуд с газом и будем с помощью поршня изменять его объем, измеряя одновременно давление. Если мы будем наносить полученные результаты в виде точек на РУ-плоскости, то мы получим кривую (изотерму), вид которой существенно зависит от сорта газа и от условной температуры термостата. Меняя условную температуру термостата и повторяя каждый раз описанную выше процедуру, мы получим систему изотерм, соответствующих разным условным температурам газа г (рис. 1). [c.15] Перейдем теперь к бесконечно густой системе изотерм, считая, что при переходе от одной изотермы к соседней условная температура термостата, а следовательно, и газа меняется бесконечно мало. Тогда номер изотермы следует заменить непрерывно меняющимся параметром г, в качестве которого мы и будем брать условную (эмпирическую) температуру. [c.16] Пусть изотерма, соответствующая условной температуре г, описывается уравнением р т Р, V) = 0. Решая это неявное уравнение относительно г, получим г = т(Р, V). Опыт показывает, что изотермы одного и того же газа никогда не пересекаются, и, следовательно, условная температура является однозначной функцией состояния, определяемого параметрами Р и V. [c.16] Заметим, что условная температура может быть введена не единственным образом. Наряду с условной температурой г с таким же правом мы можем ввести в качестве условной температуры любую монотонно возрастающую и непрерывную функцию г = /(г). Это соответствует изменению (в общем случае нелинейному) температурной шкалы. [c.16] обобщая данные опыта, мы вводим следующий постулат — принцип температуры, существует (не единственная) функция состояния системы, которая остается постоянной при любом процессе, протекающем в термостате, называемая условной температурой. [c.16] Вернуться к основной статье