Temperatur

	Temperatur
Grundläggande
Alternativnamn	Termodynamisk temperatur
Definition	Förändring i inre energi av entropin
Storhetssymbol(er)	(för kelvin); (för grad Celsius)
Enheter
SI-enhet	K, °C
SI-dimension	Θ
Planckenhet	Plancktemperatur
Planckdimension	ħ1/2·G−1/2·c5/2·k−1
Astronomisk enhet	°F, °Ra

Temperatur är en fysikalisk storhet och ett mått på värmetillstånd^[1]. 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.

Definition

Temperatur definieras som förändringen i inre energi av entropin

{1 \over T}=\left({\partial S \over \partial E}\right)_{V,N}

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 när det tar upp värme. Värme flödar från ett system med hög temperatur till ett system med låg temperatur till 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 i en ideal gas, det vill säga rörelsen hos molekylerna/atomerna inom ämnet. Vid högre temperatur rör de sig mer och vid lägre temperatur mindre. Temperatur är även proportionell mot / ett uttryck för mängden kinetisk energi per molekyl, och uttrycks då i enheten joule per mol.

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 (K). Notera att kelvin inte inleds med en versal eftersom det tillhör SI-enheterna precis som meter, vilket skiljer den från övriga skalor i vilka ett temperaturområde delats in i steg (grader).
Rankine – °R eller °Raa, som har samma steglängd som °F. Utgår från absoluta nollpunkten. Vatten fryser vid 491,67°R och kokar vid 671,64°R

Före den moderna uppfattningen om temperatur användes skalor med nollpunkten satt vid andra temperaturer än den absoluta nollpunkten. Av dem är följande fortfarande i allmänt bruk:

Celsiusskalan – den vanligaste temperaturskalan globalt. 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 i USA, Västindien och Liberia. 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

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 7,5°Rø och kokar vid 60°Rø.
Delisle – °De (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