Температуралық шкала

Температуралық шкала – температураның әр түрлі мәндеріне сәйкес келетін цифрлар тізбегінің жүйесі. Температура тікелей өлшеуге болмайтын шама. Сондықтан оның мәнін қарастырылып отырған заттың басқа бір физикалық қасиетінің (көлемнің, қысымның, электр кедергісінің, ЭҚК-нің, сәуле шығару қарқындылығының және т. б.) температуралық өзгерісі бойынша анықтайды. Температуралық шкаланы құру үшін температураның бастапқы санақ нүктесі және температура бірлігінің өлшемі (градус) таңдап алынады. Эмпирикалық температуралық шкала әдетте осылай анықталады. Температуралық шкалада негізінен бір құраушылы жүйенің фазалық тепе-теңдік нүктелеріне (реперлік немесе тұрақты нүктелер деп аталатын) сәйкес келетін негізгі екі температура белгіленеді. Бұл екі температураның ара қашықтығы Температуралық шкаланың негізгі температуралық интервалы деп аталады. Реперлік нүкте ретінде: судың үштік нүктесі, судың, сутектің және оттектің қайнау нүктесі, т.б. нүктелер алынады. Бірлік интервалдың (температура бірлігі) мөлшері негізгі интервалдың белгілі бір үлесі ретінде анықталады. Температуралық шкаланың бастапқы санақ нүктесі үшін реперлік нүктелердің бірі алынады. Мысалы, Цельсий шкаласында бастапқы санақ нүктесі үшін судың қату (мұздың еру) нүктесі алынады. Судың қату және қайнау нүктелерінің арасындағы негізгі интервал 100 бөлікке бөлінеді (n=100). Температуралық шкала – өлшенетін физикалық шамалардың мәндерімен сызықты байланыста болатын температура мәндері тізбегінің жүйесі. Жалпы жағдайда Температуралық шкалалар термометрлік затқа (газ, сұйық, қатты дене) термометрлік заттың қасиетіне (денелердің жылулық ұлғаюы, т.б.), сондай-ақ реперлік нүктеге тең болады. Цельсий (00 С), Реомюр (0Re) және Фаренгейт (0Ғ) шкалаларында қалыпты қысымдағы мұздың еру және судың қайнау нүктелеріне температураның әр түрлі мәндері сәйкес келеді. Температураның бір шкаладағы мәнінен екінші шкаладағы мәніне көшуге арналған қатынас төмендегіше болады: 0nC=0,8n 0Re=(1,8 n+32) 0Ғ. Эмпирикалық температуралық шкаланың термометрлік заттың қасиетіне тәуелді болуы оның негізгі кемшілігі болып есептеледі. Термодинамиканың екінші бастамасына негізделген (қаласы Термодинамиканың бастамалары) термодинамикалық Температуралық шкалада мұндай кемшілік жоқаласы Абсолют термодинамикалық температуралық шкала (Кельвин шкаласы) Карно цикліне негізделіп жасалды. Егер Карно циклін жасаушы дене Т1 температурада Q1 жылуды сіңіріп (жұтып), Т2 температурада Q2 жылуды берсе, онда Т1/Т2= =Q1/Q2 қатынасы жұмыстық дененің қасиетіне тәуелді болмайды да, өлшеуге болатын Q1 және Q2 шамалары бойынша термодинамикалық температура анықталады. Термодинамикалық температуралық шкаладағы температура (Т) кельвинмен (К) өлшенеді. Цельсий және абсолют термодинамикалық температуралық шкалаларда өрнектелген температуралар арасындағы қатынастар төмендегіше жазылады: ТК=t0С+ +273,15К; пК=п0С, яғни температураның бұл шкаласындағы бірліктердің мөлшері бір-біріне тең. АҚШ-та қолданылатын Ранкиннің термодинамикалық температуралық шкаласы мен абсолют термодинамикалық температуралық шкаласы арасындағы байланыс өрнегімен анықталады.