Temperatura

Temperatura je fizikalna veličina kojom se izražava toplotno stanje neke materije. Ona ovisi o tome koliko toplote sadrži neko tijelo određene mase i pritiska. Temperatura ne može prelaziti s tijela na tijelo, nego prelazi toplota, a temperature se izjednačavaju. Jedinica za mjerenje temperature u SI jeste kelvin (K), a postoji i još nekoliko jedinica koje ne pripadaju SI: stepen Celzija (°C), stepen Fahrenheita (°F). Najniža teoretski moguća temperatura je 0 K (-273,15 °C). Naziva se apsolutnom nulom.

Apsolutna termodinamička temperatura

Ova definicija temperature polazi od rada reverzibilne toplotne mašine, za koji je omjer temperatura toplog i hladnog rezervoara jednak omjeru količine topline predane iz toplog i primljene u hladni rezervoar:

${\displaystyle {\frac {T_{A}}{T_{B}}}={\frac {Q_{A}}{Q_{B}}}}$

Ovo je univerzalna definicija temperature stoga što je nezavisna o materijalu (tvari) i načinu rada toplotne mašine dokle god je toplotna mašina reverzibilna.

Mnogi fizički procesi povezani su s temperaturom; neki od njih su dati u nastavku:

• fizička svojstva materijala uključujući fazu ( čvrsta, tečna, gasovita ili plazma ), gustinu, rastvorljivost, pritisak pare, električnu provodljivost, tvrdoću, otpornost na habanje, toplotnu provodljivost, otpornost na koroziju, čvrstoću
• brzina i obim do kojeg dolazi hemijska reakcija^[1]
• količina i svojstva toplotnog zračenja koje se emituje sa površine objekta
• temperatura vazduha utiče na sve žive organizme
• brzina zvuka, koja je u plinu proporcionalna kvadratnom korijenu apsolutne temperature ^[2]

Skale

Temperaturnim skalama su potrebne dvije vrijednosti za definiciju: tačka odabrana kao nula stepeni i veličine inkrementalne jedinice temperature.

Apsolutna nula

Na apsolutnoj nuli temperature, nikakva energija se ne može ukloniti iz materije kao toplota, što je činjenica izražena u trećem zakonu termodinamike. Na ovoj temperaturi materija ne sadrži makroskopsku toplotnu energiju, ali i dalje ima kvantno-mehaničku energiju nulte tačke kako je predviđeno principom nesigurnosti, iako to ne ulazi u definiciju apsolutne temperature. Eksperimentalno, apsolutnoj nuli se može pristupiti samo vrlo blisko; nikada se ne može postići (najniža temperatura postignuta eksperimentom je 100 pK).  Teoretski, u tijelu na temperaturi od apsolutne nule, prestalo je svo klasično kretanje njegovih čestica i one su u potpunom mirovanju u ovom klasičnom smislu. Apsolutna nula, definisana kao 5000000000000000000♠0, tačno je jednako 2995726850000000000♠−273,15 ili 2995540330000000000♠−459,67.