Lämpötilamääritelmä

Lämpötilamääritelmä on fysikaalinen suure, jolla kuvataan aineen tai systeemin lämpötilaa. Se ilmaisee, kuinka kuuma tai kylmä jokin objekti on ja mihin suuntaan lämpö siirtyy, kun järjestelmä on kosketuksissa toiseen. Lämpötilan käsite kuuluu termodynamiikan keskeisiin periaatteisiin; nollalaki termodynamiikassa varmistaa, että lämpötilat ovat vertailukelpoisia toistensa kanssa tasapainotilanteissa.

Useita näkökulmia määrittelee lämpötilan. Tilastollisen näkökulman mukaan lämpötila liittyy molekyylien liikkeen jakaumaan: ideaalikaasussa keskimääräinen kineettinen energia on (3/2)k_B T. Thermodynaaminen määritelmä ilmaisee, että 1/T = (∂S/∂U)_{V,N}, eli lämpötila kertoo, miten entropia muuttuu energian mukana.

Skaalat ja nollapisteet: Kelvin-asteikko (K) on SI:n perusyksikkö, ja nollapiste on absoluuttinen. Veden triplauspiste määrittelee Kelvinin arvon tarkasti, noin 273,16 K; Celsius-asteikko määrittää 0 °C jäätymispisteen ja 100 °C kiehumispisteen normaalipaineessa.

Mittaus: Lämpötilaa arvioidaan erilaisilla lämpömittauksilla, kuten elohopea- tai alkoholitempometreillä, sekä moderneilla vastus- (RTD) ja termistoriantureilla. Ei-kosketuksellinen infrapunalämpömittaus on myös yleinen mittausmenetelmä.

Rajat ja sovellukset: Lämpötilan käsite soveltuu pääasiassa tasapainotilanteiden kuvaamiseen sekä paikan päällä vallitsevan lämpötilan määrittämiseen. Epätasapainotilanteissa voidaan käyttää paikallisen lämpötilan käsitettä sekä soveltuvin rajoissa määriteltyjä hintaja mittausmalleja.