9. Температура
Температура является одним из основных независимых параметров и имеет важное значение не только в термодинамике. Она не может быть выражена через такие основные величины, как масса, длина, время.
Примем температуру за основную величину и дадим ей качественное определение, что температура тела (системы) есть функция состояния, которая определяет направление передачи количества теплоты (энергии). Дать такое качественное определение температуры позволяют следующие опытные факты.
1. Если привести в соприкосновение два тела, которые имеют разные температуры, то передача количества теплоты (энергии) от одного тела к другому возможна без совершения работы одним телом над другим — через теплообмен. По истечении определенного промежутка времени между этими телами установится равновесие, т. е. прекратится обмен энергиями. В таком случае оба тела должны иметь одну и ту же температуру. Отсюда вытекает неизбежный в ы в.о д, что температуру необходимо измерять в состоянии термодинамического равновесия.
2. Если имеются два тела и каждое из них находится в температурном равновесии с одним и тем же третьим телом, то можно утверждать, что все они имеют одну и ту же температуру.
Показания термометров при измерении температуры данного тела будут зависеть от свойств термодинамических веществ взятых термометров. Рассмотрение вопроса о нахождении температуры, не зависящей от свойств конкретного вещества, будет дано позднее на основе второго закона термодинамики.
В последующем будем считать, что температура тела измеряется посредством термометрического устройства, в котором в качестве термометрического вещества используется газ, подчиняющийся уравнению Клапейрона — Менделеева или Ван-дер-Ваальса.
Такая шкала температур выбирается потому, что она, как это будет показано ниже, совпадает с абсолютной термодинамической шкалой температур.
