טֶמפֶּרָטוּרָה

טֶמפֶּרָטוּרָה

מהי טמפרטורה?

טמפרטורה יכולה להיות מאפיין קשה להגדרה. בחיי היומיום שלנו אנו משתמשים במילה טמפרטורה כדי לתאר את החום או הקור של אובייקט. בפיזיקה הטמפרטורה היא האנרגיה הקינטית הממוצעת של החלקיקים הנעים בחומר.

כיצד נמדדת הטמפרטורה?

הטמפרטורה נמדדת באמצעות מדחום. ישנם סולמות וסטנדרטים שונים למדידת טמפרטורה, כולל צלזיוס, פרנהייט וקלווין. להלן נדון בפירוט רב יותר.

איך עובד מדחום?

מדחומים מנצלים מאפיין מדעי הנקרא התרחבות תרמית. רוב החומרים יתרחבו ויתפסו נפח רב ככל שהם מתחממים. במדחומים נוזליים יש חומר כלשהו (זה היה בעבר כספית, אך כיום הוא בדרך כלל אלכוהול) שהוא סגור בצינור זכוכית קטן.

ככל שהטמפרטורה עולה, הנוזל מתרחב ומתמלא יותר מהצינור. כאשר הטמפרטורה יורדת, הנוזל מתכווץ ולוקח פחות מהצינור. לאחר מכן ניתן לקרוא את הטמפרטורה על ידי הקווים המכוילים בצד הצינור.

מאזני טמפרטורה

ישנם שלושה מאזני טמפרטורה עיקריים המשמשים כיום: צלזיוס, פרנהייט וקלווין.

• צלזיוס - סולם הטמפרטורות הנפוץ ביותר בעולם הוא צלזיוס. צלזיוס משתמש ביחידה 'מעלות' ובקיצור ° C. הסולם קובע את נקודת הקפאה של מים על 0 מעלות צלזיוס ואת נקודת הרתיחה של מים על 100 מעלות צלזיוס.
• פרנהייט - סולם הטמפרטורות הנפוץ ביותר בארצות הברית הוא סולם פרנהייט. פרנהייט מגדיר את נקודת הקפאה של מים על 32 מעלות צלזיוס ואת נקודת הרתיחה על 212 מעלות צלזיוס.
• קלווין - יחידת הטמפרטורה הסטנדרטית שמשמשת ביותר את המדענים היא קלווין. קלווין אינו משתמש בסמל ° כמו שני הסולמות האחרים. כשכותבים טמפרטורה בקלווין פשוט משתמשים באות K. קלווין משתמש באפס מוחלט כנקודת 0 בסולם שלה. יש לו אותן תוספות כמו צלזיוס בכך שיש 100 תוספות בין נקודות ההקפאה והרתיחה של המים.

המרה בין סולמות

צלזיוס ופרנהייט

° C = (° F - 32) /1.8
° F = 1.8 * ° C + 32 °

צלסיוס וקלווין

K = ° C + 273.15
° C = K - 273.15 °

אפס מוחלט

אפס מוחלט הוא הטמפרטורה הקרה ביותר האפשרית שכל חומר יכול להגיע אליה. זה שווה ל- 0 קלווין או ל- -273.15 ° C (-459.67 ° F).

טמפרטורה ומצב החומר

לטמפרטורה יש השפעה על מצב החומר. כל חומר חומר יעבור בשלבים שונים ככל שהטמפרטורה עולה כולל מוצק, נוזל וגז. דוגמה אחת לכך היא מים המשתנים מקרח (מוצק) למים (נוזלי) לאדים (גז) ככל שהטמפרטורה עולה. תוכלו ללמוד עוד על נושא זה באתר שלנו שלבי חומר עמוד.

עובדות מעניינות על טמפרטורה

• הטמפרטורה אינה תלויה בגודל או בכמות של אובייקט. זה נקרא רכוש אינטנסיבי.
• סולם פרנהייט נקרא על שם הוֹלַנדִי הפיזיקאי דניאל פרנהייט.
• הטמפרטורה היא כמות שונה מכמות האנרגיה התרמית הכוללת בחומר, שתלויה בגודל האובייקט.
• צלסיוס נקרא על שמו של האסטרונום השוודי אנדרס צלסיוס. צלסיוס נודע במקור בשם 'צלזיוס'.
• ככל שחומרים מתקרבים לאפס מוחלט הם יכולים להשיג כמה תכונות מעניינות כמו נוזל-על ומוליכות-על.