Ero sivun ”Lämpötila” versioiden välillä

'''Lämpötila''' (tunnus '''T, t''' <ref name=SIeng23/><ref name=fotoni47/>) on [[fysiikka|fysiikassa]] ja [[kemia]]ssa käytettävä [[perussuure]], joka ilmaisee kohteen [[termodynaaminen|termodynaamisen]] [[lämpötila]]n eli '''absoluuttisen lämpötilan'''. Arkikielessä lämpötila kertoo, kuinka [[lämpö|lämmin]] kohde on. Lämpötila ilmoitetaan käyttäen [[lämpötila-asteikko]]ja, joista kolme yleisintä ovat [[Celsiusaste|celsius]], [[Fahrenheit-asteikko|fahrenheit]] ja [[kelvin]]. Lämpötila on makroskooppinen fysikaalinen suure — se voidaan siis havaita vain suurella [[atomi|atomijoukolla]], muttei yksittäisillä atomeilla.<ref name=si_opas/><ref name=fotoni107/>

 

 

Fysiikassa aine on lämmintä, jos siihen on tullut atomitasolla [[liike-energia]]a, joka saa atomit liikkumaan. Aineen rakennehiukkasten liikkumista (tai kiinteässä aineessa värähtelyä) kutsutaan [[lämpöliike|lämpöliikkeeksi]]. Mitä nopeammin atomit liikkuvat tai värähtelevät, sen enemmän niihin on kertynyt liike-energiaa ja sen korkeampi on niiden keskimääräinen lämpötila. Kun kaksi esinettä koskettavat toisiaan, osuvat viileämmän esineen värähtelevät atomit lämpimämmän esineen värähteleviin atomeihin. Atomien väliset vuorovaikutukset siirtävät liike-energiaa törmääjien välillä ja liike-energiaa alkaa levitä kosketuspinnan yli toiseen esineeseen. Atomitasolla puhutaan liike-energiasta, mutta makrotasolla sitä kutsutaan [[lämpöenergia]]ksi. Lämpöenergian erot tasoittuvat, kun energia siirtyy lämpimästä viileään, jolloin lämpimämpi esine jäähtyy ja viileämpi esine lämpenee. Kun lämpöenergia ei mainittavasti enää siirry tai tasoitu, ovat esineet samassa lämpötilassa. Sanalla ''tila'' ei tarkoiteta mitään mitattavaa ominaisuutta vaan ainoastaan sitä, että lämpöenergia siirtyminen esineiden välillä on loppu.<ref name=fotoni47/><ref name=fotoni27/><ref name=fotoni105/>

 

Jos esineen lämpötilaa mitataan nestetoimisella [[lämpömittari|lämpölaajenemismittarilla]], on kyseessä kahden eri lämpötilaisen esineen kosketuksesta. Esineen ja lämpömittarin lämpöenergiat tasoittuvat kosketuksessa, jolloin lämpömittari viilenee tai lämpenee ja siten mittarin nestepatsas lyhenee tai pitenee. Muutos johtuu mittarin nesteen [[lämpölaajeneminen|lämpölaajenemisesta]], joka pidentää nestepatsasta lämpöliikkeen kasvaessa ja lyhentää sitä lämpöliikkeen vähentyessä. Kun lämpöliikkeen energiamäärä on tasoittunut lämpömittarissa ja esineessä, ovat niiden lämpötilat samat ja kyseinen lämpötila voidaan lukea mittarin asteikolta.<ref name=fotoni47/>

 

 

== Termodynaaminen selitys ==

 

Koska hiukkasia on suuria määriä ja liike-energia on jakautunut eri hiukkasille epätasaisesti. Lämpötila voidaan ilmaista käyttämällä mittana liike-energian keskiarvoa tilanteessa, jossa aineen eri osien lämpötilaerot ovat tasaantuneet. Tasaantuneeksi tilaksi kutsutaan sitä termodynaamista tilaa, jonka [[todennäköisyys|esiintymistodennäköisyys]] kyseisellä energiamäärällä on suurin. [[Termodynamiikan pääsäännöt|Termodynamiikan nollannessa perussäännössä]] esitetäänkin, että eristetyssä systeemissä muodostuu itsestään terminen tasapaino, jolloin lämpötilaerot tasoittuvat.<ref name=fotoni107/><ref name=fotoni105/>

 

== Lämpötilan yksiköitä ==

 

Etenkin [[Yhdysvallat|USA]]:ssa lämpötilan mittaukseen käytetään [[Fahrenheit-asteikko]]a. Fahrenheit-asteikon nollapisteeksi valittiin alin jäätymispiste, joka voitiin suolan ja veden liuoksella aikaansaada, ja ihmisen normaali ruumiinlämpö määriteltiin arvoksi 96. Celsius-lämpötila muutetaan Fahrenheit-asteikkoon kertomalla luvulla 1,8 ja lisäämällä luku 32.

*{{Kirjaviite | Tekijä =Simons, Lennart | Nimeke =Fysiikka korkeakouluja varten | Vuosi =1963| Julkaisupaikka =Porvoo | Julkaisija =WSOY | Viitattu =19.2.2013 }}

 

 

* {{Verkkoviite | Osoite = http://web.archive.org/web/20120831234747/http://www.sfs.fi/files/70/si-opas.pdf | Nimeke = SI-opas (myös painettuna, ISBN 952-5420-93-0) | Tekijä = Suomen Standardoimisliitto | Tiedostomuoto = PDF | Julkaisu = SFS-oppaat | Ajankohta = 04.11.2002 | Julkaisupaikka = | Julkaisija = Suomen Standardoimisliitto | Viitattu = 18.2.2013 | Kieli = }}

=== Viitteet ===

{{Viitteet|viitteet=

 

 

* <ref name=si_opas>SI-ohjeet suomeksi</ref>

 

 

* <ref name=bipm_K>[http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/kelvin.html Bureau International des Poids et Mesures, ''Unit of thermodynamic temperature (kelvin)'']</ref>

 

 

* <ref name="ENN">[http://www.fmi.fi/saa/tilastot_34.html Maapallon sääennätykset] -89,2 °C , tutkimusasema Vostok, Antarktika, 21.7.1983 ; 56,7 °C Death Valley, California, 10.7.1913 ; Ilmatieteen laitos</ref>