Температура (в физике)

Определение "Температура (в физике)" в Большой Советской Энциклопедии

Температура (от лат. temperatura — надлежащее смешение, соразмерность, нормальное состояние), физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Температура (в физике) одинакова для всех частей изолированной системы, находящейся в равновесии термодинамическом. Если изолированная система не находится в равновесии, то с течением времени переход энергии (теплопередача) от более нагретых частей системы к менее нагретым приводит к выравниванию Температура (в физике) во всей системе (первый постулат, или нулевое начало термодинамики). Температура (в физике) определяет: распределение образующих систему частиц по уровням энергии (см. Больцмана статистика) и распределение частиц по скоростям (см. Максвелла распределение); степень ионизации вещества (см. Саха формула); свойства равновесного электромагнитного излучения тел — спектральную плотность излучения (см. Планка закон излучения), полную объёмную плотность излучения (см. Стефана — Больцмана закон излучения) и т. д. Температура (в физике), входящую в качестве параметра в распределение Больцмана, часто называют Температура (в физике) возбуждения, в распределение Максвелла — кинетической Температура (в физике), в формулу Саха — ионизационной Температура (в физике), в закон Стефана — Больцмана — радиационной температурой. Поскольку для системы, находящейся в термодинамическом равновесии, все эти параметры равны друг другу, их называют просто температурой системы. В кинетической теории газов и др. разделах статистической механики Температура (в физике) количественно определяется так, что средняя кинетическая энергия поступательного движения частицы (обладающей тремя степенями свободы) равна  кТ, где k — Больцмана постоянная, Т — температура тела. В общем случае Температура (в физике) определяется как производная от энергии тела в целом по его энтропии. Такая Температура (в физике) всегда положительна (поскольку кинетическая энергия положительна), её называют абсолютной Температура (в физике) или Температура (в физике) по термодинамической температурной шкале. За единицу абсолютной Температура (в физике) в Международной системе единиц (СИ) принят кельвин (К). Часто Температура (в физике) измеряют по шкале Цельсия (t), значения t связаны с Т равенством t = Т – 273,15 К (градус Цельсия равен Кельвину). Методы измерения Температура (в физике) рассмотрены в статьях Термометрия, Термометр.

Строго определённой Температура (в физике) характеризуется лишь равновесное состояние тел. Существуют, однако, системы, состояние которых можно приближённо охарактеризовать несколькими не равными друг другу температурами. Например, в плазме, состоящей из лёгких (электроны) и тяжёлых (ионы) заряженных частиц, при столкновении частиц энергия быстро передаётся от электронов к электронам и от ионов к ионам, но медленно от электронов к ионам и обратно. Существуют состояния плазмы, в которых системы электронов и ионов в отдельности близки к равновесию, и можно ввести Температура (в физике) электронов Т_э и Температура (в физике) ионов Т_и, не совпадающие между собой.

В телах, частицы которых обладают магнитным моментом, энергия обычно медленно передаётся от поступательных к магнитным степеням свободы, связанным с возможностью изменения направления магнитного момента. Благодаря этому существуют состояния, в которых система магнитных моментов характеризуется Температура (в физике), не совпадающей с кинетической Температура (в физике), соответствующей поступательному движению частиц. Магнитная Температура (в физике) определяет магнитную часть внутренней энергии и может быть как положительной, так и отрицательной (см. Отрицательная температура). В процессе выравнивания Температура (в физике) энергия передаётся от частиц (степеней свободы) с большей Температура (в физике) к частицам (степеням свободы) с меньшей Температура (в физике), если они одновременно положительны или отрицательны, но в обратном направлении, если одна из них положительна, а другая отрицательна. В этом смысле отрицательная Температура (в физике) «выше» любой положительной.

Понятие Температура (в физике) применяют также для характеристики неравновесных систем (см. Термодинамика неравновесных процессов). Например, яркость небесных тел характеризуют яркостной температурой, спектральный состав излучения — цветовой температурой и т. д.
  Л. Ф. Андреев.