В чем выражают температуру

21.06.202321.06.2023 admin 0 Comments

Температура

Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — физическая величина, примерно характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

Содержание

Термодинамический подход

Температура — величина, обратная изменению энтропии (степени беспорядка) системы при добавлении в систему единичного количества теплоты: 1/T = ΔS/Δ2\4Q.

В равновесном состоянии температура имеет одинаковое значение для всех макроскопических частей системы. Если в системе два тела имеют одинаковую температуру, то между ними не происходит передачи кинетической энергии частиц (тепла). Если же существует разница температур, то тепло переходит от тела с более высокой температурой к телу с более низкой, потому что суммарная энтропия при этом возрастает.

Температура связана также с субъективными ощущениями «тепла» и «холода», связанными с тем, отдает ли живая ткань тепло или получает его.

Некоторые квантовомеханические системы могут находиться в состоянии, при котором энтропия не возрастает, а убывает при добавлении энергии, что формально соответствует отрицательной абсолютной температуре. Однако такие состояния находятся не «ниже абсолютного нуля», а «выше бесконечности», поскольку при контакте такой системы с телом, обладающим положительной температурой, энергия передается от системы к телу, а не наоборот (подробнее см. Квантовая термодинамика ).

Свойства температуры изучает раздел физики — термодинамика. Температура также играет важную роль во многих областях науки, включая другие разделы физики, а также химию и биологию.

Измерение температуры

Для измерения температуры выбирается некоторый термодинамический параметр термометрического вещества. Изменение этого параметра однозначно связывается с изменением температуры. На практике для измерения температуры используют

История

Единицы и шкала измерения температуры

Шкала Кельвина

Шкала Цельсия

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

Шкала Реомюра

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Переходы из разных шкал

Пересчёт температуры между основными шкалами

в\из	Кельвин	Цельсий	Фаренгейт
Кельвин (K)	= K	= С + 273,15	= (F + 459,67) / 1,8
Цельсий (°C)	= K − 273,15	= C	= (F − 32) / 1,8
Фаренгейт (°F)	= K · 1,8 − 459,67	= C · 1,8 + 32	= F

Сравнение температурных шкал

Описание	Кельвин	Цельсий	Фаренгейт	Ранкин	Delisle	Ньютон	Реомюр	Rømer
Абсолютный ноль	0	−273.15	−459.67	0	559.725	−90.14	−218.52	−135.90
Температура таяния смеси Фаренгейта (соль и лёд в равных количествах)	255.37	−17.78	0	459.67	176.67	−5.87	−14.22	−1.83
Температура замерзания воды ( Нормальные условия )	273.15	0	32	491.67	150	0	0	7.5
Средняя температура человеческого тела ¹	310.0	36.8	98.2	557.9	94.5	12.21	29.6	26.925
Температура кипения воды ( Нормальные условия )	373.15	100	212	671.67	0	33	80	60
Плавление титана	1941	1668	3034	3494	−2352	550	1334	883
Поверхность Солнца	5800	5526	9980	10440	−8140	1823	4421	2909

Некоторые значения в этой таблице были округлены.

Источник

Высокая температура тела

Высокая температура тела — это нарушение терморегуляции, при котором температура поднимается свыше 37°C. Симптом сопровождается головными болями, ломотой в мышцах, резкой слабостью, недомоганием. Лихорадка чаще возникает при инфекционных заболеваниях, но у повышенной температуры может быть и неинфекционное происхождение — эндокринные и аутоиммунные болезни, опухоли. Для выяснения причины гипертермии проводятся расширенные лабораторные анализы и визуализирующие методы. Быстро сбить температуру обычно помогают жаропонижающие средства и физические способы охлаждения.

Общая характеристика

Показатели температуры меняются у абсолютно здоровых людей на протяжении дня, утром значения на пару десятых градуса ниже, чем вечером. Повышение показателей более 37° С при измерении в подмышечной впадине указывает на патологию терморегуляции. Температура тела чаще повышается постепенно. Сначала появляются продромальные симптомы — головная боль, ломота в теле, общее недомогание, а позже — субъективное чувство холода, мышечная дрожь. При нарастании показателей больше 38° С озноб сменяется сильным ощущением жара, кожа горячая на ощупь, на щеках ярко-красный румянец.

Общее состояние пациентов ухудшается, они отказываются от еды. Губы пересыхают и трескаются, беспокоит сильная сухость во рту. Период стойко повышенной температуры продолжается от нескольких дней до месяца и более в зависимости от причины лихорадки. Нормализация процессов терморегуляции может быть резкой — с выраженной слабостью, профузными потами и гипотензией или постепенной, когда общее состояние остается удовлетворительным. Подъем температуры у ребенка происходит быстрее, до 39-40° С за несколько часов.

Лихорадка всегда сочетается с другими симптомами, которые соответствуют основной патологии. Чаще всего наблюдаются боли в животе и диспепсические расстройства, признаки ОРВИ. При температуре 37° С и выше у взрослого, которая держится на протяжении более 2 дней, необходимо обратиться к врачу. При лихорадке у ребенка требуется медицинская помощь уже в первый день повышенной температуры, поскольку в детском возрасте не развиты механизмы терморегуляции, лихорадка протекает тяжелее.

Классификация

По этиологическому фактору лихорадка бывает инфекционной — вызванной бактериями, вирусами и грибами или неинфекционной — при поражении внутренних органов, опухолях, аллергических реакциях. По длительности высокая температура тела классифицируется на эфемерную (до 3 дней), острую (от 3 дней до 2 недель), подострую (2-6 недель) и хроническую (продолжительностью свыше 1,5 месяца). В клинической практике чаще используется классификация лихорадки с учетом уровня патологически повышенной температуры, согласно которой существует:

Врачи оценивают лихорадку по колебаниям показателей в течение дня — так называемой температурной кривой. Постоянная температура характеризуется колебаниями в пределах 1 градуса, при послабляющей лихорадке показатели меняются на 1-2° С, но не достигают нормальной температуры. При гектической форме, которую вызывают гнойные и септические процессы, температурные колебания составляют 3-5° С в течение суток. К более редким типам температурной кривой относят перемежающуюся, возвратную и волнообразную.

Причины повышенной температуры тела

Причины субфебрильной температуры тела

Повышение температуры более 37 градусов на коже или более 37,8° С при определении показателей в прямой кишке наблюдается при незначительной продукции цитокинов и пирогенов, которые влияют на центр терморегуляции в гипоталамусе. Состояние сопровождается общим недомоганием, но работоспособность зачастую сохранена. Субфебрильную температуру тела вызывают такие причины, как:

Причины фебрильной температуры тела

Если температура тела постоянно повышена до 38 градусов и более, это указывает на острое течение заболевания. Пациенты сообщают о сильных головных и мышечных болях, слабости, сонливости. При этом снижен аппетит, а чувство жажды усиливается из-за массивных потерь воды с потом и дыханием. Распространенные причины, при которых развивается фебрильная температура:

Диагностика

Обследованием больных с повышенной температурой занимается врач-терапевт. Объем диагностических мероприятий зависит от клинической картины и наличия дополнительных симптомов, если существуют явные признаки поражения определенной системы, проводится ее прицельная диагностика. В случае длительной лихорадки неизвестной причины обследование выполняется по стандартному алгоритму, который включает расширенные лабораторные методы и инструментальную визуализацию. Наиболее информативные исследования:

Лечение

Помощь до постановки диагноза

При повышенной субфебрильной температуре, которая длится менее 2 дней, специфическое лечение не требуется. Большая продолжительность симптоматики указывает на наличие патологического процесса, что является показанием для обращения за медицинской помощью. До установления причины лихорадки пациенту необходимо обеспечить обильное теплое питье. Применяют физические методы охлаждения — обтирания, холодные компрессы. Пить жаропонижающие средства, чтобы сбить температуру, взрослым рекомендуется при показателях термометра более 38,5° С, детям дают антипиретики при температуре, повышенной более 38 градусов.

Консервативная терапия

Врачебная тактика зависит от причины появления симптомов и общего состояния больного. При высокой лихорадке измерения температуры в стационаре проводят каждые 2-3 часа, чтобы оценить динамику. У детей нарушение терморегуляции иногда сопровождается судорогами, поэтому при выявлении повышенной фебрильной температуры им сразу же дают жаропонижающие медикаменты. Обязательным условием является адекватная этиотропная и патогенетическая терапия, на фоне которой показатели термометрии нормализуются. С терапевтической целью используют:

Хирургическое лечение

При выявлении крупных абсцессов или очагов остеомиелита их необходимо дренировать и промыть образовавшиеся полости антисептическими растворами. При заболеваниях, проявляющихся «острым животом», показаны полостные операции с широким доступом для удаления измененных участков кишечника с последующей санацией брюшной полости. При злокачественных опухолях проводятся радикальные хирургические вмешательства (удаление образования вместе с окружающей клетчаткой и регионарными лимфоузлами), комбинируемые с лучевым воздействием и химиотерапией.

Источник

Температура

Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — скалярная физическая величина, характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

Существуют также шкала Фаренгейта и некоторые другие.

Содержание

Термодинамическое определение

Существование равновесного состояния называют первым исходным положением термодинамики. Вторым исходным положением термодинамики называют утверждение о том, что равновесное состояние характеризуется некоторой величиной, которая при тепловом контакте двух равновесных систем становится для них одинаковой в результате обмена энергией. Эта величина называется температурой. [3]

История термодинамического подхода

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Температура связана также с субъективными ощущениями «тепла» и «холода», связанными с тем, отдаёт ли живая ткань тепло или получает его.

Некоторые квантовомеханические системы могут находиться в состоянии, при котором энтропия не возрастает, а убывает при добавлении энергии, что формально соответствует отрицательной абсолютной температуре. Однако такие состояния находятся не «ниже абсолютного нуля», а «выше бесконечности», поскольку при контакте такой системы с телом, обладающим положительной температурой, энергия передаётся от системы к телу, а не наоборот (подробнее см. Отрицательная абсолютная температура).

Определение температуры в статистической физике

В статистической физике температура определяется по формуле

где S — энтропия, E — энергия термодинамической системы. Введённая таким образом величина T является одинаковой для различных тел при термодинамическом равновесии. При контакте двух тел тело с большим значением T будет отдавать энергию другому.

Измерение температуры

Для измерения термодинамической температуры выбирается некоторый термодинамический параметр термометрического вещества. Изменение этого параметра однозначно связывается с изменением температуры. Классическим примером термодинамического термометра может служить газовый термометр, в котором температуру определяют методом измерения давления газа в баллоне постоянного объёма. Известны также термометры абсолютные радиационные, шумовые, акустические.

Термодинамические термометры — это очень сложные установки, которые невозможно использовать для практических целей. Поэтому большинство измерений производится с помощью практических термометров, которые являются вторичными, так как не могут непосредственно связывать какое-то свойство вещества с температурой. Для получения функции интерполяции они должны быть отградуированы в реперных точках международной температурной шкалы.

Средства измерения температуры часто проградуированы по относительным шкалам — Цельсия или Фаренгейта.

На практике для измерения температуры также используют

Единицы и шкала измерения температуры

Из того, что температура — это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (то есть в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

Абсолютная температура. Шкала температур Кельвина

Понятие абсолютной температуры было введено У. Томсоном (Кельвином), в связи с чем шкалу абсолютной температуры называют шкалой Кельвина или термодинамической температурной шкалой. Единица абсолютной температуры — кельвин (К).

Абсолютная шкала температуры называется так, потому что мера основного состояния нижнего предела температуры — абсолютный ноль, то есть наиболее низкая возможная температура, при которой в принципе невозможно извлечь из вещества тепловую энергию.

Абсолютный ноль определён как 0 K, что равно −273.15 °C.

Шкала температур Кельвина — это шкала, в которой начало отсчёта ведётся от абсолютного нуля.

Важное значение имеет разработка на основе термодинамической шкалы Кельвина Международных практических шкал, основанных на реперных точках — фазовых переходах чистых веществ, определенных методами первичной термометрии. Первой международной температурной шкалой являлась принятая в 1927 г. МТШ-27. С 1927 г. шкала несколько раз переопределялась (МТШ-48, МПТШ-68, МТШ-90): менялись реперные температуры, методы интерполяции, но принцип остался тот же — основой шкалы является набор фазовых переходов чистых веществ с определенными значениями термодинамических температур и интерполяционные приборы, градуированные в этих точках. В настоящее время действует шкала МТШ-90. Основной документ (Положение о шкале) устанавливает определение Кельвина, значения температур фазовых переходов (реперных точек) [7] и методы интерполяции.

Используемые в быту температурные шкалы — как Цельсия, так и Фаренгейта (используемая, в основном, в США), — не являются абсолютными и поэтому неудобны при проведении экспериментов в условиях, когда температура опускается ниже точки замерзания воды, из-за чего температуру приходится выражать отрицательным числом. Для таких случаев были введены абсолютные шкалы температур.

Одна из них называется шкалой Ранкина, а другая — абсолютной термодинамической шкалой (шкалой Кельвина); температуры по ним измеряются, соответственно, в градусах Ранкина (°Ra) и кельвинах (К). Обе шкалы начинаются при температуре абсолютного нуля. Различаются они тем, что цена одного деления по шкале Кельвина равна цене деления шкалы Цельсия, а цена деления шкалы Ранкина эквивалентна цене деления термометров со шкалой Фаренгейта. Температуре замерзания воды при стандартном атмосферном давлении соответствуют 273,15 K, 0 °C, 32 °F.