Temperatur

Temperaturen for en ideel monoatomisk gas er udregnet i forhold til den gennemsnitlige kinetisk energi fra dens atomer når de bevæger sig.

Temperatur er det fysiske udtryk for hvor kolde eller varme ting er, eller mere præcist; hvor meget termisk energi de indeholder. Temperatur kan måles på forskellige måder, men generelt kaldes et instrument til måling af temperatur for et termometer.

Gennem tiderne er der blevet brugt en lang række forskellige temperaturskalaer, hvoraf man i Danmark og det meste af Europa kender og primært anvender celsius-skalaen. Desuden findes fahrenheit-skalaen, som bruges i visse engelsktalende lande udenfor Europa, først og fremmest USA. Skalaerne réaumur- og rankine benyttes stort set ikke længre og er kun interessante i historisk sammenhæng.

I naturvidenskabelige og tekniske sammenhænge anvendes primært kelvin-skalaen, som i modsætning til de andre skalaer ikke er en grad-skala, dvs. der angives ikke noget gradtegn foran enhedsbetegnelsen. En temperatur udtrykt i kelvin omtales også som absolut temperatur.

Termisk energi i stoffet

Hvis en stofansamling rummer en vis mængde termisk energi, vil stoffets atomer eller molekyler bevæge sig – jo højere temperatur, desto mere bevægelse. Da atomerne/molekylerne ikke kan "sidde mere stille" end det at være helt ubevægelige, findes der en nedre grænse for temperatur. Denne grænse kaldes for det absolutte nulpunkt, og udtrykt på celsiusskalaen ligger dette punkt ved -273,15 °C. Det absolutte nulpunkt, benyttes bl.a. i forbindelse med udregning af støjspænding i elektroniske komponenter.

I gasser er temperaturen direkte proportional med de enkelte atomers/molekylers gennemsnitlige bevægelsesenergi.

Læren om temperaturs egenskaber kaldes termodynamik.

Strålingstemperatur

Legemer ved alt andet end det absolutte nulpunkt udsender elektromagnetisk stråling i et spektrum som er karakteristisk for legemets temperatur. Hvis legemet absorberer al udefra kommende stråling og dermed heller ikke transmitterer stråling kaldes legemet for et sortlegeme, og det vil udsende elektromagnetisk stråling i forskellige bølgelængder, på en måde der kun afhænger af legemets temperatur (Plancks Lov). Dette giver mulighed for at bestemme et legemes overfladetemperatur fra afstand, uden at berøre legemet med et termometer – for eksempel har man på denne måde fastslået overfladetemperaturerne for stjerner der befinder sig snesevis af lysår fra Jorden.

Definitioner

Celsius-skalaen

Celsius-skalaen er defineret ud fra de to almindelige faseovergange for vand ved standard tryk, således at en grad er lig med een ¹/₁₀₀ af denne forskel i temperatur. De to faseovergange er: 0 °C (frysepunktet) og 100 °C (kogepunktet).

Fahrenheit-skalaen

Fahrenheit-skalaen er på samme måde som Celsius-skalaen defineret ved fryse- og kogepunkter. Fahrenheit benyttede dog saltlage i stedet for vand, hvilket forklarer de anderledes værdier for vands fryse- og kogepunkt. hhv. 32 °F og 212 °F. Det absolutte nulpunkt udtrykt ved Fahrenheit-skalaen er: −459,67 °F

Kelvin-skalaen

Kelvin-skalaen er defineret på baggrund af føgende to forhold:

1. Kelvin- og Celsius skalaen skal vokse lige hurtigt. Dvs.: en temperaturforskel på een Kelvin er identisk med en forskel på een grad Celsius.
2. Kelvin-skalaens definitionspunkt er vands tripelpunkt = 0,01 °C = 273,16 K. Tripelpunktet er den temperatur, hvor vand ved et tryk på 611,7 Pa, eksisterer på både fast-, væske- og gasform på een og samme tid. Herved bliver det absolutte nulpunkt: 0 K = –273,15 °C.

Rankine-skalaen

En temperatur angivet ved Rankine-skalaen betegnes med °R evt. °Ra. Rankine-skalaen er parallel med Fahrenheit-skalaen på samme måde som Kelvin-skalaen er parallel med Celsius-skalaen. USA's standardiserings institut anbefaler dog brug af Kelvin-skalaen i stedet for Rankineskalaen.

Omregning

• Fahrenheit → Celsius:  °C = (°F – 32) * 5/9
• Celsius → Fahrenheit:  °F = °C * 9/5 + 32

De to skalaer skærer hinanden ved -40, idet: -40 °F = -40 °C

• Celsius → Kelvin:   K = °C + 273,15
• Kelvin → Celsius:   °C = K - 273,15

I formler angives temperatur i kelvin dog traditionelt med T, mens celsiusgrader angives med t.

Réaumur ºR = 4/5 °C benyttes ikke længere.

Jordens temperaturforskelle

Temperaturen i 420.000 år sammenholdt med kuldioxyd, CO₂, metan CH₄ og solindstråling som målt i iskerner fra Vostok, forskningsstation i Antarctica

Temperaturen på Jorden afhænger af solindstrålingen, hvor lige sollyset rammer jordens overflade, og udstrålingen, betinget af bl.a. refleksion, albedo, og drivhusgasser. I lande nær Ækvator står solen altid højt på himlen, og det er da ofte også meget varmt her. Jordens akse hælder desuden omtrent 23.5° i sin bane om solen, hvilket gør, at lande mellem Nordlige og Sydlige vendekreds principielt ingen årstider har, idet solen hver dag er lige langt fra jordens overflade på dette sted. Steder længere syd- eller nordpå har fire årstider, da deres afstand til solen varieres i løbet af året.

Nær syd- og nordpolen rammer sollyset jordens overflade i en meget stor vinkel. Af den grund kan solens stråler kun "snitte" overfladen, og det vil ofte være meget koldt her. Jordens laveste temperatur (som er blevet målt naturligvis) blev målt af det russiske forskningscenter Vostok den 21. juli 1983. Her var det -89,2 °C. Indtil september 2012 mente man, at den højeste temperatur blev målt i Al 'Aziziyah i Libyen til 58 °C, den 13. september 1922. Imidlertid har en revision af instrument og måling vist, at den var forkert. Den højeste temperatur, der er registreret på Jorden er dermed 56,7 °C, som blev målt 10. juli 1913 på Greenland Ranch i Death Valley, Californien, USA.

Kuldeindeks

En ting er den faktiske temperatur, noget andet er hvordan vi føler det. Det afhænger nemlig vindens styrke, og angives ved hjælp af kuldeindekset. Effekten (forskellen mellem faktisk og følt temperatur) er større, jo kolde det er.

Se også

• Temperaturenhed
• Centrumtemperatur
• Feber
• Global opvarmning
• Kropstemperatur
• Stuetemperatur
• Stegetemperatur
• Curiepunktet − afmagnetiserings temperaturen

Litteratur

• P. Andersen og M. Vahl: Klima- og Plantebælter; Tiende udgave ved Sofus Christiansen og Einar Storgaard; Gyldendal 1963
• Kirstine Meyer, Temperaturbegrebets udvikling gennem tiderne samt dets sammenhæng med vexlende forestillinger om varmens natur (disputats), 1909.

Eksterne henvisninger

• E. Hovmøller: "Temperaturens aarlige Gang i Indlandet og ved Kysterne" (Geografisk Tidsskrift, Bind 47; 1944)
• H. Jacobsen: "Isotermekort over Island for Januar og Juli" (Geografisk Tidsskrift, Bind 35; 1932)
• A. Kiilerich: "Klimaet i Thorshavn" (Geografisk Tidsskrift, Bind 29; 1926)
• Leo Lysgaard: "Ændringer i Danmarks Klima i den nyeste Tid. Med en kort Oversigt over Evropas og Vestgrønlands Temperaturændringer" (Geografisk Tidsskrift, Bind 40; 1937)
• Adam Paulsen: "Om Lufttryk- og Temperaturforholdene i det indre Grønland" (Geografisk Tidsskrift, Bind 10; 1889)
• Axel Schou: "Klimatisk geomorfologi" (Geografisk Tidsskrift, Bind 64; 1965)
• V. Willaume-Jantzen: "Klimaforandringer i de sidste Aarhundreder" (Geografisk Tidsskrift, Bind 12; 1893)
• V. Willaume-Jantzen: "Vejret i Danmark i det sidste Aar (Oktober 1897 —September 1898)" (Geografisk Tidsskrift, Bind 14; 1897)
• V. Willaume-Jantzen: "Færøernes Klima" (Geografisk Tidsskrift, Bind 15; 1899)
• Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Réaumur, and Rankine Temperature Conversion
• Vejr for enhver handler om temperaturen målt i grader (notation: °)