Lämpötila

Lämpötila on suure, joka mittaa kappaleen lämpöastetta tai lämpöä. Jokainen aine tietyssä olomuodossa (kiinteä, nestemäinen tai kaasumainen) koostuu molekyyleistä, jotka ovat jatkuvassa liikkeessä. Kehon kaikkien molekyylien energioiden summaa kutsutaan lämpöenergiaksi, ja lämpötila on tämän keskimääräisen energian mitta tai ominaisuus, joka määrittää lämpövirran suunnan.

Mitä on lämpötila

Mitä on lämpötila

Se on suure, joka mittaa, kuinka paljon lämpöä esineellä, ympäristöllä tai vaikkapa elävällä olentokappaleella on. Lämpötila siirtyy aina korkeamman asteen kehosta matalamman asteen kehoon. Kuumalla kappaleella sanotaan olevan suurempi lämpösuure kuin kylmällä kappaleella. Tämä magnitus määritetään ottamalla huomioon se, että useimmat kappaleet laajenevat lämmetessään.

Keskustelussa käytetään termiä ”huoneenlämpötila”, jota sovelletaan lähinnä elintarvikkeisiin ja joka tarkoittaa, että ne eivät ole kuumia ruoanvalmistuksen tai mekaanisen kuumennuksen vaikutuksesta eivätkä kylmiä keinotekoisen jäädytyksen vuoksi.

Kappaleille tämä lämpömäärä on ominaisuus, joka voi olla joko kiehumista, sulamista, jäätymistä jne.

Kemiassa

Kemiassa se edustaa kappaleen muodostavien atomien ja pienten jakeiden liikkeen astetta: mitä suurempi liike, sitä korkeampi lämpötila. Toisin sanoen se on kohteessa olevan energian määrä, joka ilmenee lämpönä.

Tällä tieteenalalla se on systeemin ominaisuus, jolla testataan, onko se lämpötasapainossa toisen systeemin kanssa. Vastaavasti mikroskooppisesti tarkasteltuna tämä kiertoaste riippuu sen hiukkasten liikkeestä: jos lämpömäärää vesimäärässä lisätään, liike lisääntyy ja hiukkaset kiihtyvät, kunnes ne muuttuvat kaasuksi, kun taas jos lämpömäärää vähennetään, hiukkaset hidastuvat, kunnes ne jäätyvät, jolloin ne jäähtyvät.

Fysiikassa

Tällä alalla se edustaa suureen suuruutta, joka mittaa lämpöenergian lämpöenergian. Tämä energia syntyy systeemin muodostavien hiukkasten liikkeistä.

Tämä tarkoittaa, että mitä enemmän liikettä, sitä suurempi on energian suuruus, koska liike ja kitka tuottavat lämpöä; ja se on absoluuttinen nolla, kun hiukkaset eivät liiku. Termodynaamisesti ottaen liike-energia on siis molekyylien hiukkasten keskimääräinen nopeus.

Kehossamme havaitsemamme lämpö tai kylmyys liittyy yleensä lämpöaistimukseen eikä todelliseen lämpötilaan. Tuulen kylmyys on ihmiskehon reaktio ympäristöolosuhteisiin sen suhteen, kuinka kuuma tai kylmä se on.

Geografiassa

Tässä tapauksessa sillä tarkoitetaan elementtiä, joka määrittää ilmaston tietyssä paikassa ja vuodenajassa. Toisin sanoen se mittaa lämpöenergian määrää ilmassa kyseisessä paikassa.

Tämä lämpö on peräisin auringon säteilystä, joten se johtuu planeetallemme saapuvasta auringon säteilystä. Se heijastuu pinnalta ja ”kimpoaa” takaisin avaruuteen, mutta ilmakehä saa sen palaamaan takaisin maahan ja pysymään siellä pidempään, mikä tuottaa lämpöä (kasvihuoneilmiö). Lisäksi lämpösäteilyn voimakkuus riippuu muun muassa siitä, millaiseen alustaan säteet osuvat, tuulen voimakkuudesta ja suunnasta, korkeudesta, leveysasteesta ja siitä, kuinka kaukana tai lähellä seuraava vesistö on.

Maailman lämpötila on: minimi noin -89 °C, keskiarvo noin 14,05 °C ja maksimi noin 56,7 °C.

Esimerkkejä lämpötilasta

Päivänelämässä on monia esimerkkejä, joissa tällä suureella on käytännön käyttöä. Näitä ovat:

• Kehon lämmön nousu, joka osoittaa, että henkilöllä on kuumetta.
• Patterin lähettämä lämpö.
• Silitysrauta, jonka korkeaa lämpötilaa käytetään vaatteiden ryppyjen tasoittamiseen.
• Silitysrauta, jonka korkeaa lämpötilaa käytetään vaatteiden ryppyjen tasoittamiseen.
• Lämpö, jota lieden tuli säteilee ruoan valmistukseen.
• Viileys, jota ilmastointilaite säteilee tehdäkseen ympäristöstä miellyttävän kuumassa ilmastossa.
• Auringon valo, joka säteilee lämpöä.
• Hehkulampun säteilemä lämpö.
• Veden fysikaaliset olomuodot (kiinteä, nestemäinen, kaasumainen), jotka määräytyvät lämpösuureen mukaan ja joiden arvot vaihtelevat sen mukaan, millä asteikolla ne mitataan.
• Sähköisen, elektronisen tai jopa mekaanisen laitteen luovuttama lämpö, joka johtuu energian siirtymisestä ja käytöstä.
• Lämpö, joka syntyy kehossa fyysistä harjoittelua suoritettaessa.
• Jääkaapissa oleva kylmyys, joka johtuu ruoan jäähdyttämiseen tarkoitetuista sähköisistä ja mekaanisista prosesseista.
• Maailman vesimuodostumat tai vesistöt, jotka vastaanottavat jatkuvasti auringon säteilyä tuottaen lämpöä.
• Kun lääkäri tekee analyysin potilaisiinsa käytetyllä lämpömittarilla kuumeen havaitsemiseksi.
• Jään muodostumisprosessi, kun vesi jähmettyy veden lämpösuhteen laskiessa.
• Jään muodostumisprosessi, kun vesi jähmettyy lämmönsuhteen laskiessa.
• Nuotion tai takan luovuttama lämpö, joka pitää ilmakehän lämpimänä lauhkealla säällä.
• Lämpö, joka tuntuu, kun koskettaa kattilaa tai pannua, joka on ollut liedellä keittämisen jälkeen.
• Lämpö, joka tuntuu, kun koskettaa kattilaa tai pannua, joka on ollut liedellä keittämisen jälkeen.
• Kun suklaa sulaa, kun se on lämpimässä ympäristössä tai altistuu auringon säteilylle.

Lämpötilatyypit

Kehonlämpötila

Elävillä olentojen normaali ruumiinlämpötila on noin 37 °C aikuisella. Imeväisellä se voi vaihdella 36,5 ja 37,5 °C:n välillä.

Lämpötila voi vaihdella sen mukaan, missä elävä olento on ja millaiselle ulkoiselle lämpötilalle se altistuu, ja jos se ylittää normaalin keskiarvon, kun elävä olento on sairas, sanotaan, että sillä on kuumetta (elimistön puolustusmekanismina, jolla se taistelee infektion lähdettä vastaan). On myös olemassa tietty ruumiinlämpötila tietyissä olosuhteissa, joka on peruslämpötila, joka on ruumiin lämpötila viiden tunnin unen jälkeen.

Atmosfäärin lämpötila

Amosfääri sisältää kaasuja, kuten hiilidioksidia eli CO2:ta, jotka antavat maapallolle miellyttävän, elämälle sopivan lämpötilan. Jos ilmakehässä on kuitenkin runsaasti näitä kaasuja, ilmakehästä tulee paksumpi ja tiheämpi, mikä vaikeuttaa auringonsäteiden pääsyä takaisin avaruuteen. Tällöin säteily pysyy ilmakehässä pidempään, mikä nostaa maapallon lämpötilaa.

Lämpöaistimus

Se on ihmiskehon reaktio ympäristön lämpötilaan ja riippuu ympäristön havaitsemisesta. Tämä tarkoittaa sitä, että voimme altistua 15 °C:n lämpötilalle aurinkoisessa ympäristössä ilman tuulta ja tuntea miellyttävän lämpötilan, mutta myös samassa 15 °C:n lämpötilassa varjossa voimakkaan tuulen vallitessa voimme tuntea jyrkän kylmyyden.

Kuivalämpötila

Kuivalämpötilaksi sanotaan lämpötilaa, joka on mitattu ilmasta ilman, että otetaan huomioon sellaisia tekijöitä kuin tuulen voimakkuus, lämpösäteily tai ympäristön suhteellinen kosteus.

Säteilylämpötila

Lämpötila, joka saadaan ainoastaan ympäröivien elementtien (lattia, katto, seinät, esineet jne.) lähettämästä lämpösäteilystä, joka kumoaa ilman lämpötilan tai jättää sen pois.

Kosteuslämpötila

Tämä otetaan ilmankosteuden määrästä ilmassa ja sen synnyttämästä lämpötilasta.

Lämpötila-asteikot

Lämpötilaa mitataan eri asteikoiden mukaan erityyppisillä lämpötiloilla, joita mitataan lämpömittareilla. Koska samaa asteikkoa ei käytetä kaikkialla maailmassa, verkossa on saatavilla resursseja, kuten lämpötilamuunnin, joiden avulla asteikko voidaan rinnastaa toiseen. Lämpötilan muuntamiseen on olemassa useampi kuin yksi kaava, jotka ovat:

• Muunnettaessa ºC:sta kelvineiksi: K = ºC + 273,15
• Muunnettaessa kelvineistä ºF:ksi: ºF = K x 1,8 -459,67
• Muunnettaessa ºF:sta ºC:ksi: ºC = (ºF – 32)/ 1.8
• Muunnos kelvinistä ºF:ksi: ºF = K x 1.8 -459.67

Mutta on tärkeää tuntea yksityiskohtaisesti yleisimmin käytetyt asteikot:

Farenheit (ºF)

Tämän asteikon ehdotti saksalainen fyysikko ja insinööri Daniel Gabriel Farenheit (1686-1736). Sen mukaan veden jäätymislämpötila on 32º F ja kiehumislämpötila 212º F. Näiden kahden pisteen välinen väli jaetaan 180:llä yhtä suurella osalla, ja kukin näistä osista on yksi Farenheit-aste.

Celsius (ºC)

Tämä on lämpöasteikko, joka kuuluu kansainväliseen yksikköjärjestelmään täydentävänä yksikkönä. Tämän ruotsalaisen fyysikon ja tähtitieteilijän Anders Celsiuksen (1701-1744) luoman asteikon mukaan veden jäätymispisteen arvo on 0 ja kiehumispisteen arvo 100. Kahden arvon välinen väli jaetaan sataan yhtä suureen osaan, joista kutakin kutsutaan Celsius- tai Celsius-asteeksi.

Kelvin

Kutsutaan myös absoluuttiseksi asteikoksi, koska se kuuluu kansainväliseen mittayksikköjärjestelmään järjestelmän perusyksikkönä. Sen loi brittiläinen fyysikko ja matemaatikko William Thomson (1824-1907). Tällä asteikolla energian teoreettisella poissaololla on arvo 0 (absoluuttinen nolla).

Kelvin on SI-järjestelmän peruslämpötilayksikkö; se on absoluuttinen lämpötila-asteikko. Termi ”absoluuttinen” tarkoittaa, että Kelvinin asteikon nolla, jota merkitään 0 K, on alhaisin teoreettinen lämpötila, joka voidaan saavuttaa.

Toisin kuin muissa termometrisissä yksikköasteikoissa, tässä ei voida puhua suureesta ”asteet”, kuten sitä aiemmin kutsuttiin, koska sen yksiköt ovat kelvinejä eikä niillä ole arvoja, jotka ovat pienempiä kuin 0, kuten celsiusasteiden tapauksessa.

5 mittalaitetta lämpötilan mittaamiseen

Lämpötilan mittaamiseen on olemassa useita mittalaitteita, joiden avulla voidaan määrittää maantieteellisessä tilassa tai kappaleessa oleva lämpö ja joilla on erilainen mekaniikka. Nämä laitteet toimivat eräänlaisina lämpötila-antureina. Joitakin niistä ovat:

• Elohopealämpömittari: Daniel Gabriel Farenheit kehitti sen vuonna 1714, ja se koostuu polttimosta, josta lähtee lasisylinteri, jonka sisällä on elohopeaa polttimoa pienemmässä tilavuudessa. Sylinteriin on merkitty eri merkit, jotka kuvaavat asteita, ja elohopeaa käytettiin, koska se on herkkä lämpötilan muutoksille.

Elohopea on nykyään korvattu muilla aineilla, koska se on myös vaarallista ihmisille, eläimille ja ympäristölle. Tämä johtuu myrkyllisestä höyrystä, jota aineesta vapautuu lämpömittarin rikkoutuessa, ja lisäksi se on kerättävä talteen välittömästi ennen kuin
muita kielteisiä seurauksia syntyy.

• Digitaalilämpömittari: Nämä ovat lämpömittareita, jotka toimivat anturilaitteilla ja elektronisilla piireillä, jotka mittaavat numeerisella asteikolla erilaisia jännitteen voimakkuuksia, jotka tulkitaan lämpötilaksi.

Lämpömittarin sähköinen vastus vaihtelee lämpötilan mukaan, ja se voi näyttää sekä Celsius- että Farenheit-asteikon. Tämän laitteen haittapuolena on, että se toimii oikein valmistajan kuvaamien ilmakehäolosuhteiden mukaan.

• Maksimi- ja minimilämpömittari: Tätä lämpömittarityyppiä käytetään meteorologiassa ja puutarhaviljelyssä. Sille on ominaista, että se näyttää samanaikaisesti sen paikan, jossa se sijaitsee, maksimi- ja minimilämpötilan kahden yksikkösauvan avulla.

Nämä sauvat on täytetty nesteellä, joka virtaa niiden läpi lämpötilavaihteluiden mukaan. Vasemmalla oleva mittaa minimilämpötilaa ja oikealla oleva mittaa maksimilämpötilaa.

• Pyrometri: virtapiireistä koostuva laite, jolla voidaan mitata aineessa tai esineessä olevaa lämpöä ilman, että laite koskettaa suoraan kehoa. Siihen viitataan usein myös laitteena, jolla voidaan mitata yli 600 °C:n lämpötiloja. Sen lämpötila vaihtelee -50 °C:n ja -50 °C:n välillä. Ne vaihtelevat -50ºC:sta yli 4 000ºC:een. Tämäntyyppistä laitetta käytetään hehkuvien metallien lämpötilojen mittaamiseen valimoissa tai niihin liittyvillä aloilla.
• Termohydrografi: Tätä meteorologiassa käytettävää laitetyyppiä käytetään mittaamaan ympäristön lämpötilaa ja suhteellista kosteutta samanaikaisesti. Siinä käytetään bimetallilevyä, joka laajenee ja supistuu ilman lämpötilan vaihtelun mukaan.

Meksikon lämpötila

Koska Meksikon alueella on erilaisia ilmastoja, myös lämpötilat vaihtelevat sen mukaan, mistä paikasta puhutaan.

Esimerkiksi:

• Monterrey: 18 ja 25ºC välillä.
• Saltillo: 13 ja 23ºC välillä.
• Torreón: 18-29ºC.
• Mexico City tai Mexico City: 13-24ºC.
• Reynosa: 22-29ºC.
• Hermosillo: 11-23ºC.
• Guadalajara: 15-29ºC.
• Tijuana: 12-16ºC.
• Puebla: 12-26ºC.

Huomautettakoon, että tämä vaihtelee ajasta ja paikasta toiseen. Paikkakunnan keskimääräinen vuorokausi-, kuukausi- tai vuosilämpötila voidaan tuntea, ja ne esitetään kartoissa tai merikartoissa isotermeiksi kutsuttujen viivojen avulla, jotka yhdistävät maapallon pinnalla ne pisteet, joissa on sama lämpötila tiettynä ajankohtana. Tässä tapauksessa keskiarvot ovat vuoden ensimmäiseltä neljännekseltä.

Internetissä on sivuja, joilla voi tutustua eri paikkojen tämänhetkisiin lämpötiloihin sekä Meksikossa että muualla maailmassa ja niihin liittyviin ennusteisiin. Nämä työkalut ovat hyödyllisiä, jos suunnittelet matkaa tai retkeä.

Tiheästi kysyttyjä kysymyksiä lämpötilasta