KPL 1 Lämpötila
Lämpötila-asteikot
Celsiusasteita käytetään arkielämässä. Asteikon tunnus on t-kirjain. Sen peruspisteet ovat jään sulamispiste, 0 °C ja veden kiehumispiste, 100 °C.
Kelvinasteikkoa käytetään tieteessä ja sen asteluvut ovat aina positiivisia. Asteikon tunnus on T-kirjain. Alin mahdollinen lämpötila, absoluuttinen nollapiste, on nolla kelviniä.
Celsius- ja kelvinasteikot ovat keskenään yhtä suuria: jos lämpötila muuttuu esimerkiksi 16 Celsiusastetta, niin muutos on yhtä suuri kelvinasteissa.
Lisätieoa
ja
Kelvin-asteikosta
Lämpötilan yksikkönä käytetään myös Fahrenheit-asteikkoa.
Lämpötila
Lämpöenergia on aineen rakenneosasten liike-energiaa. Rakenneosaset voivat olla atomeja, molekyylejä tai ioneja. Niiden liikettä kutsutaan lämpöliikkeeksi. Mitä enemmän lämpöliikettä aineessa on sitä lämpimämpi kappale on.
Lämpötila kuvaa aineen rakenneosasten liikettä. Lämpötilaa mitataan lämpömittareilla. Asteikkoina käytetään celsius- tai kelvinasteita. Celsiusasteita käytetään arkielämässä kun kelvinasteita puolestaan tieteessä.
Alin mahdollinen lämpötila on absoluuttinen nollapiste. Sen suuruus on celsiusasteissa noin -273 °C. Kelvinasteissa se on 0 K. Celsius- ja kelvinasteet kasvavat samalla tavalla, mistä seuraa se, että esimerkiksi veden sulamispiste 0 °C on 273 K ja kiehumispiste 100 °C on 373 K.
Lämpötilamuunnokset
Absoluuttinen nollapiste on alin mahdollinen lämpötila. Tällöin aineen rakennehiukkasten lämpöliike on loppunut kokonaan. Celsiusasteina absoluuttinen nollapiste on -273,15 °C eli noin -273 °C. Kelvinasteina se vastaa nollaa kelviniä, 0 K.
Celsius- ja kelvinasteiden yhtäläisyys celsiusasteikon peruspisteiden avulla.
Muunnoskaavat:
Lämpötilaa mitataan lämpömittarilla. Mittarin on oltava vuorovaikutuksessa mitattavan kohteen kanssa. Lämpömittareilla on erilaisia toimintaperiaatteita. Nestelämpötilamittareiden toiminta perustuu nesteen lämpölaajenemiseen. Kaksoismetallimittarit hyödyntävät kahden eri metallin erilaista lämpölaajenemista. Lisäksi esimerkiksi tähtien lämpötila voidaan määrittää niiden lähettämän säteilyn avulla.
Alinta mahdollista lämpötilaa ei ole saavutettu (ennätys MIT 2003; 0,000 000 000 05 asteen päässä nollapisteestä) Nykyisen tietämyksen mukaan absoluuttista nollapistettä ei voida myöskään saavuttaa.