Temperatur

Temperatur är en fysikalisk storhet och ett mått på det som vanligtvis uppfattas som värme och kyla. Värmeflödet är från en högre temperatur till en lägre temperatur. Vid lika temperatur är föremål i termisk jämvikt, se termodynamikens nollte huvudsats. Vidare kan också olika färgtoner av ljus mätas i så kallad färgtemperatur.

Temperaturskalor

Kelvinskalan – i vetenskapliga sammanhang används idag den absoluta skalan. Den har sin nollpunkt vid den temperatur som ett medium har då det är i sitt grundtillstånd (absoluta nollpunkten) och temperaturen uttrycks i enheten kelvin. Notera att kelvin inte inleds med en versal eftersom det tillhör SI-enheterna. Observera också att "grad Kelvin" (°K) har ersatts med kelvin (K).

Före den moderna uppfattningen om temperatur användes skalor med nollpunkten satt vid andra temperaturer än den absoluta nollpunkten. Av dem används dessa fortfarande i vardagliga sammanhang:

Celsiusskalan – den vanligaste temperaturskalan i Sverige och i många andra europeiska länder. Uppfunnen av svensken Anders Celsius. Temperaturer anges på skalan med enheten grad Celsius (°C), vars steglängd är lika med 1 K. Vatten fryser vid 0 °C och kokar vid 100 °C.
Fahrenheitskalan – används mest i länder utanför Europa, till exempel USA och Jamaica. Temperaturer anges på skalan med enheten grad Fahrenheit (°F). Vatten fryser vid 32 °F och kokar vid 212 °F.

Följande formler kan användas för att konvertera mellan temperaturerna T K, t_C °C och t_F °F:

T = t_C + 273,15

t_C = 5/9 · (t_F − 32)

Äldre temperaturskalor som inte används längre

Rankine – °R eller °Raa, som har samma steglängd som °F. Utgår från absoluta nollpunkten. Vatten fryser vid 459.67°R och kokar vid 671.64°R
Réaumur – °Ré, °Re eller °R. Steglängden är lika med 1,25 grader Celsius. Vatten fryser vid 0°Ré och kokar vid 80°Ré.
Rømer – °Rø eller °R. Vatten fryser vid 7,05°Rø och kokar vid 60°Rø.
Delisle – °D (stavas ibland de Lisle). Vatten fryser vid 150°De och kokar vid 0°De. Temperatur över kokpunkten räknas som minusgrader.

Omvandlingstabell

	Kelvin	Celsius	Fahrenheit	Rankine	Delisle	Newton	Réaumur	Rømer	Oktal
Absoluta nollpunkten	0 K	−273,15 °C	−459,67 °F	0 °Ra	549,73 °De	−90,14 °N	−218,52 °Ré	−135,9 °Rø	0
Vattnets fryspunkt	273,15 K	0 °C	32 °F	491,67 °Ra	140 °De	0 °N	0 °Ré	7,5 °Rø	40
Människans kroppstemperatur	310,15 K	37 °C	98,6 °F	558,27 °Ra	94,5 °De	12,21 °N	29,6 °Ré	26,93 °Rø	44;25
Vattnets kokpunkt	373,15 K	100 °C	212 °F	671,67 °Ra	0 °De	33 °N	80 °Ré	60 °Rø	53;556

<timeline>ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =

 id:black  value:black
 id:white  value:white
 id:lightline  value:rgb(0.8,0.8,0.8)

Period = from:-50 till:110 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-50 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-50

PlotData=

 align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)

LineData=

 at:start      color:green layer:front
 at:end        color:green layer:front
 
 at:-40 color:lightline layer:back
 at:-20 color:lightline layer:back
 at:0 color:lightline layer:back
 at:20 color:lightline layer:back
 at:40 color:red layer:back
 at:60 color:lightline layer:back
 at:80 color:lightline layer:back
 at:100 color:lightline layer:back

TextData =

  fontsize:10
  textcolor:blue
  pos:(0,13)
  text:Celsius °C

</timeline><timeline> ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =

 id:black  value:black
 id:white  value:white
 id:lightline  value:rgb(0.8,0.8,0.8)

Period = from:223 till:383 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:230 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:223 PlotData=

 align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)

LineData=

 at:start      color:green layer:front
 at:end        color:green layer:front
 at:233.15 color:lightline layer:back
 at:253.15 color:lightline layer:back
 at:273.15 color:lightline layer:back
 at:293.15 color:lightline layer:back
 at:313.15 color:lightline layer:back
 at:333.15 color:lightline layer:back
 at:353.15 color:lightline layer:back
 at:373.15 color:lightline layer:back

TextData =

  fontsize:10
  textcolor:blue
  pos:(25,15)
  text:Kelvin K

</timeline><timeline> ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =

 id:black  value:black
 id:white  value:white
 id:lightline  value:rgb(0.8,0.8,0.8)

Period = from:-58 till:230 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-50 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-58 PlotData=

 align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)

LineData=

 at:start      color:green layer:front
 at:end        color:green layer:front
 at:-40 color:lightline layer:back
 at:-4 color:lightline layer:back
 at:32 color:lightline layer:back
 at:68 color:lightline layer:back
 at:104 color:lightline layer:back
 at:140 color:lightline layer:back
 at:176 color:lightline layer:back
 at:212 color:lightline layer:back

TextData =

  fontsize:10
  textcolor:blue
  pos:(0,13)
  text:Fahrenheit °F

</timeline><timeline> ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =

 id:black  value:black
 id:white  value:white
 id:lightline  value:rgb(0.8,0.8,0.8)

Period = from:402 till:690 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:410 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:402 PlotData=

 align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)

LineData=

 at:start      color:green layer:front
 at:end        color:green layer:front
 at:419.7   color:lightline layer:back
 at:455.7   color:lightline layer:back
 at:491.7   color:lightline layer:back
 at:527.7   color:lightline layer:back
 at:563.7 color:lightline layer:back
 at:599.7 color:lightline layer:back
 at:635.7  color:lightline layer:back
 at:671.7 color:lightline layer:back

TextData =

  fontsize:10
  textcolor:blue
  pos:(0,13)
  text:Rankine °Ra

</timeline><timeline>ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =

 id:black  value:black
 id:white  value:white
 id:lightline  value:rgb(0.8,0.8,0.8)

Period = from:-18.75 till:65.25 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:5 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-18

PlotData=

 align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)

LineData=

 at:start      color:green layer:front
 at:end        color:green layer:front
 
 at:-13.5 color:lightline layer:back
 at:-3 color:lightline layer:back
 at:7.5 color:lightline layer:back
 at:18 color:lightline layer:back
 at:28.5 color:lightline layer:back
 at:39 color:lightline layer:back
 at:49.5 color:lightline layer:back
 at:60 color:lightline layer:back

TextData =

  fontsize:10
  textcolor:blue
  pos:(0,13)
  text:Rømer °Rø

</timeline><timeline>ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =

 id:black  value:black
 id:white  value:white
 id:lightline  value:rgb(0.8,0.8,0.8)

Period = from:-16.5 till:36.3 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:5 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-15

PlotData=

 align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)

LineData=

 at:start      color:green layer:front
 at:end        color:green layer:front
 
 at:-13.2 color:lightline layer:back
 at:-6.6 color:lightline layer:back
 at:0 color:lightline layer:back
 at:6.6 color:lightline layer:back
 at:13.2 color:lightline layer:back
 at:19.8 color:lightline layer:back
 at:26.4 color:lightline layer:back
 at:33 color:lightline layer:back

TextData =

  fontsize:10
  textcolor:blue
  pos:(0,13)
  text:Newton °N

</timeline><timeline>ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =

 id:black  value:black
 id:white  value:white
 id:lightline  value:rgb(0.8,0.8,0.8)

Period = from:-15 till:225 DateFormat = yyyy TimeAxis = orientation:horizontal order:reverse format:yyyy ScaleMajor = unit:year increment:15 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-15

LineData=

 at:start      color:green layer:front
 at:end        color:green layer:front
 
 at:0 color:lightline layer:back
 at:30 color:lightline layer:back
 at:60 color:lightline layer:back
 at:90 color:lightline layer:back
 at:120 color:lightline layer:back
 at:150 color:lightline layer:back
 at:180 color:lightline layer:back
 at:210 color:lightline layer:back

TextData =

  fontsize:10
  textcolor:blue
  pos:(0,13)
  text:Delisle °D

</timeline><timeline> ImageSize = width:905 height:100 PlotArea = left:80 right:15 bottom:70 top:5 AlignBars = justify Colors =

 id:black  value:black
 id:white  value:white
 id:lightline  value:rgb(0.8,0.8,0.8)

Period = from:-40 till:88 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-30 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-40 PlotData=

 align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)

LineData=

 at:start      color:green layer:front
 at:end        color:green layer:front
 at:-32 color:lightline layer:back
 at:-16 color:lightline layer:back
 at:0 color:lightline layer:back
 at:16 color:lightline layer:back
 at:32 color:red layer:back
 at:48 color:lightline layer:back
 at:64 color:lightline layer:back
 at:80 color:lightline layer:back

TextData =

  fontsize:10
  textcolor:blue
  pos:(0,60)
  text:Réaumur °Ré
  fontsize:12
  textcolor:red
  pos:(110,20)
  text:40 °C   =   313.15 K   =   104 °F   =   563.67 °Ra   =   28.5 °Rø   =    13.2 °N   =   90 °D   =   32 °Ré

</timeline>

Definition

Temperatur definieras som förändringen i inre energi av entropin

<math>{1 \over T} = \left({\part S \over \part E}\right)_{V, N}</math>

där T är temperaturen i kelvin (K). Partiella derivatan, med volymen V och partikelantalet N fasta, är ofta en monotont växande funktion, vilket innebär att temperaturen alltid är positiv. Ett system har alltså låg temperatur om entropin ändras mycket då det tar upp värme. Värme flödar från ett system med hög temperatur till ett system med låg temperatur tills dess att systemet som avger värme inte längre förlorar mer entropi på värmeförflyttningen än systemet som tar emot värme vinner. Då värmeflödet upphör har systemen tillsammans uppnått sin maximala entropi, temperaturen är lika och systemen befinner sig i termisk jämvikt med varandra.

Temperatur kan också beskrivas som den kinetiska energin hos ett ämne, d.v.s. rörelsen hos molekylerna/atomerna inom ämnet. Vid högre temperatur rör de sig mer och vid lägre temperatur mindre.

Källor

{{#invoke:Källor metamall|kategorier|typ=|namnrymd=|fullpagename=Temperatur|datum=2012-01}}

Se även