About Temperature

¿Cuál es la temperatura?

De forma cualitativa, podemos describir la temperatura de un objeto en la que determina la sensación de calor o frío sentía el contacto con ella.
Es fácil demostrar que cuando dos objetos del mismo material se colocan juntos (los físicos dicen cuando se ponen en contacto térmico), con el objeto de la mayor temperatura se enfría, mientras que el objeto se convierte en el refrigerador hasta un punto más caliente se alcanza después de que no más se produzca un cambio, y para nuestros sentidos, se sienten lo mismo. Cuando los cambios térmicos han dejado, nosotros decimos que los dos objetos (los físicos los definen más rigurosamente como sistemas) están en equilibrio térmico. Podemos definir entonces la temperatura del sistema diciendo que la temperatura es la cantidad que es el mismo para ambos sistemas cuando se encuentran en equilibrio térmico.
Si podemos experimentar más con más de dos sistemas, nos encontramos con que muchos sistemas pueden ser introducidos en el equilibrio térmico entre sí, el equilibrio térmico no depende del tipo de objeto utilizado. Ponga más precisamente,
si dos sistemas por separado en equilibrio térmico con un tercero, entonces ellos también deben estar en equilibrio térmico entre sí,
y todos tienen la misma temperatura, independientemente del tipo de sistemas son.
La declaración en cursiva, denominado cero ley de la termodinámica puede ser reformulado como sigue:
Si tres o más sistemas están en contacto térmico entre sí y todos juntos en equilibrio, entonces cualquiera de los dos por separado, están en equilibrio el uno con el otro. (cita de T. J. Quinn 's monografía de temperatura)
Ahora uno de los tres sistemas puede ser un instrumento calibrado para medir la temperatura - es decir, un termómetro. Cuando un termómetro calibrado se pone en contacto térmico con un sistema y alcanza el equilibrio térmico, entonces tienen una medida cuantitativa de la temperatura del sistema. Por ejemplo, uno de mercurio en el termómetro clínico de cristal se coloca bajo la lengua de un paciente, y permitió llegar a un equilibrio térmico en la boca del paciente - que por entonces ver en qué medida el plateado de mercurio se ha expandido en el tallo y leer la escala de la termómetro para encontrar la temperatura del paciente.

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¿Qué es un termómetro?
Un termómetro es un instrumento que mide la temperatura de un sistema en forma cuantitativa. La forma más sencilla de hacerlo es encontrar una materia que tenga una propiedad que los cambios de forma regular con su temperatura. El más directo "regular" es una forma lineal:
t (x) = ax + b,

donde t es la temperatura de la sustancia y los cambios en la propiedad de la sustancia x cambios. Las constantes A y B dependen de la sustancia utilizada y puede ser evaluado por la temperatura especificando dos puntos en la escala, como el 32 ° para el punto de congelación del agua y 212 ° de su punto de ebullición.

Por ejemplo, el mercurio es el elemento líquido en el rango de temperatura de -38,9 ° C a 356,7 ° C (vamos a discutir la escala Celsius ° C más adelante). Como un líquido, el mercurio se expande cuando se pone más cálido, su tasa de expansión es lineal y puede ser calibrado con exactitud.
El mercurio en el termómetro de vidrio se ilustra en la figura de arriba contiene un bulbo lleno de mercurio que se le permite ampliar en un capilar. Su tasa de expansión está basado en el vidrio de la escala.

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El desarrollo de termómetros y escalas de temperatura
La histórica pone de relieve en el desarrollo de termómetros y sus escalas aquí se basan en la "temperatura" de TJ Quinn y "Heat" de James M. Cork.
Uno de los primeros intentos de hacer una escala de temperatura estándar producido sobre AD 170, cuando Galeno, en sus escritos médicos, propuso un modelo de "neutral" compuesto por la temperatura de la igualdad de las cantidades de hielo y agua hirviendo, a cada lado de esta temperatura cuatro grados de calor y frío de cuatro grados, respectivamente.
Los primeros dispositivos utilizados para medir la temperatura fueron llamados thermoscopes
Que consistía en una bombilla de vidrio con un largo tubo de extensión de la baja en un contenedor de color de agua, aunque Galileo en 1610 se supone que han utilizado el vino. Algunos del aire en la ampolla fue expulsado antes de colocarlo en el líquido, provocando el aumento de líquido en el tubo. Como el resto de aire en el bulbo se calienta o se enfría, el nivel del líquido en el tubo que variar lo que refleja el cambio en la temperatura del aire. Una escala grabada en el tubo para permitir una medición cuantitativa de las fluctuaciones.
El aire en el bulbo se refiere a la thermometric medio, es decir, el medio cuya propiedad cambia con la temperatura.
En 1641, el primer termómetro sellado líquido que se utiliza en lugar de aire como medio thermometric se ha desarrollado para Ferdinand II, Gran Duque de Toscana. Su termómetro usó un sellado de alcohol en vidrio dispositivo, con 50 "grado" las marcas en su tallo, pero no "punto fijo" se utilizó la escala a cero. Estas se conocen como "espíritu" termómetros.
Robert Hook, Curadora de la Royal Society, en 1664 usó un tinte rojo en el alcohol. Su escala, para que cada grado representa un incremento de la igualdad de volumen equivalente a alrededor de 1 / 500 parte del volumen de líquido del termómetro, necesitó solo un punto fijo. Se seleccionó el punto de congelación del agua. Por la ampliación de este modo, puso de manifiesto que un gancho estándar escala podría ser establecido para termómetros de una variedad de tamaños. Gancho original termómetro llegó a conocerse como el nivel de Gresham College y fue utilizado por la Royal Society hasta 1709. (El primer registro meteorológico inteligible utilizado esta escala).
En 1702, el astrónomo Ole Roemer de Copenhagen basó su escala en dos puntos fijos: nieve (o hielo) y el punto de ebullición del agua, y se registró la temperatura diaria en Copenhague en 1708 - 1709 con este termómetro.
Fue en 1724 que Gabriel Fahrenheit, un instrumento creador de Däanzig y de Amsterdam, utiliza el mercurio como líquido thermometric. La expansión térmica del mercurio es grande y bastante uniforme, no se adhieran al vidrio, y sigue siendo un líquido en una amplia gama de temperaturas. Su apariencia plateada hace que sea fácil de leer.
Fahrenheit describió cómo se calibra la escala de su termómetro de mercurio:
"colocar el termómetro en una mezcla de sal amoniaco o sal marina, hielo, agua y un punto de la escala se encuentra que es denominado cero. Un segundo punto, si se obtiene la misma mezcla se usa sin sal. denotar esta posición como 30. Un tercer punto designado como 96, se obtiene si el termómetro está colocado en la boca para adquirir el calor de un hombre sano ". (DG Fahrenheit, Phil. Trans. (Londres) 33, 78, 1724)
En esta escala, Fahrenheit midió el punto de ebullición del agua a 212. Más tarde se ajustó el punto de congelación del agua a 32 a fin de que el intervalo entre los puntos de ebullición y de congelación del agua puede ser representado por el número más racional 180. Temperaturas medidas sobre esta escala son designadas como grados Fahrenheit (° F).
En 1745, Carolus Linnaeus de Upsula, Suecia, describió una escala en la que el punto de congelación del agua es cero, y el punto de ebullición 100, convirtiéndolo en un centígrados (cien pasos) escala. Anders Celsius (1701-1744) utilizó la escala inversa en la que 100 representa el punto de congelación y cero el punto de ebullición del agua, todavía, por supuesto, con 100 grados entre los dos puntos de la definición.
En 1948 el uso de la escala de centígrados se abandonó en favor de una nueva escala utilizando grados Celsius (° C). La escala Celsius se define por las siguientes dos temas que se discutirán más adelante en este ensayo:
(i) el punto triple del agua se define como 0,01 C
(ii) un grado Celsius es igual a la misma el cambio de temperatura como medida de la escala del gas ideal.
En la escala Celsius el punto de ebullición del agua a presión atmosférica normal es 99.975 C en contraste con los 100 grados centígrados se define por la escala.
Para convertir de Celsius a Fahrenheit: multiplicar 1,8 y agregar 32.
° F = 1,8 ° C + 32
(O bien, puede que alguien lo haga por usted!)
En 1780, JAC Charles, un médico francés, mostró que para el mismo aumento de la temperatura, todos los gases expuesto el mismo aumento en el volumen. Debido a que el coeficiente de expansión de los gases es tan cerca de la misma, es posible establecer una escala de temperatura basado en un único punto fijo en lugar de las dos escalas de punto fijo, como la escala Fahrenheit y Celsius. Esto nos lleva a un termómetro que utiliza un gas como el thermometric medio.

En un volumen constante de gas a gran termómetro de bulbo B, de gas, el hidrógeno, por ejemplo, en virtud de una serie de presión se conecta con un lleno de mercurio "manómetro" por medio de un tubo de volumen muy bajo. (El bulbo B es la parte de detección de temperatura y deben contener casi todos los de hidrógeno). El nivel de mercurio en C puede ajustarse mediante el aumento o la reducción del depósito de mercurio R. La presión del gas de hidrógeno, que es la "x" variable de la relación lineal con la temperatura, es la diferencia entre los niveles D y C, más el presión por encima de D.
P. Chappuis en 1887 llevó a cabo amplios estudios de los termómetros de gas a presión constante o con volumen constante usando hidrógeno, nitrógeno y dióxido de carbono como la thermometric medio. Sobre la base de sus resultados, el Comité Internacional de Medidas adoptadas poids et la constante volumen de hidrógeno escala basada en puntos fijos en el punto de hielo (0 ° C) y el punto de vapor (100 ° C) como escala práctica para la meteorología internacional.
Experimentos con termómetros de gas han puesto de manifiesto que hay muy poca diferencia en la escala de temperatura para diferentes gases. Por lo tanto, es posible establecer una escala de temperatura que es independiente de la thermometric medio si se trata de un gas a baja presión. En este caso, todos los gases se comportan como un "gas ideal" y tienen una muy simple relación entre su presión, volumen y temperatura:
PV = (constante) T.
Esta temperatura se llama temperatura termodinámica y es ahora aceptada como la medida fundamental de la temperatura. Tenga en cuenta que existe una forma natural definidos en esta escala de cero - es el punto en el que la presión de un gas ideal es cero, haciendo que la temperatura también cero. Seguiremos una discusión de "cero absoluto" en una sección posterior. Con esto como un punto de la escala, sólo otro punto fijo es necesario definir. En 1933, el Comité Internacional de Pesos y Medidas adoptó este punto fijo como el punto triple del agua, la temperatura a la que el agua, el hielo y vapor de agua coexisten en equilibrio), su valor se establece en 273,16. La unidad de temperatura en esta escala se llama Kelvin, después de Lord Kelvin (William Thompson), 1824-1907, y su símbolo es K (símbolo de grados no se utiliza).
Para convertir de Celsius a Kelvin, añadir 273.
K = C + 273 °.
Temperatura termodinámica es la temperatura, y su unidad es el grado Kelvin, que se define como la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Sir William Siemens, en 1871, propuso un termómetro cuya thermometric medio es un conductor metálico cuya resistencia cambia con la temperatura. El elemento platino no oxida a altas temperaturas y tiene un cambio relativamente uniforme en la resistencia con la temperatura a través de una amplia gama. El Termómetro de Resistencia de Platino es ampliamente utilizado en la actualidad como un termómetro termoeléctrico y cubre la gama de temperaturas de unos -260 ° C hasta 1235 ° C.
Varias temperaturas se adoptaron en la forma primaria de puntos de referencia para definir la práctica de la escala de temperatura de 1968. La Escala Internacional de Temperatura de 1990 fue aprobado por el Comité Internacional de Pesos y Medidas, en su reunión de 1989. Entre 0.65K y 5.0K, la temperatura se define en términos de la presión de vapor - temperatura de las relaciones de los isótopos de helio. Entre 3.0K y el punto triple del neón (24.5561K) la temperatura se define por medio de un termómetro de gas helio. Entre el punto triple del hidrógeno (13.8033K) y el punto de congelación de la plata (961,78 ° K) la temperatura se define por medio de termómetros de resistencia de platino. Por encima del punto de congelación de la plata la temperatura se define en términos de la ley de radiación de Planck.
TJ Seebeck, en 1826, descubrió que cuando alambres de diferentes metales son fusionados en un extremo y con calefacción, una corriente fluye de uno a otro. La fuerza electromotriz generada puede ser cuantitativamente relacionada con la temperatura y, por tanto, el sistema puede ser utilizado como un termómetro - conocido como un termopar. El termopar se utiliza en la industria y diferentes metales son usados - platino y platino / rodio, níquel-cromo-níquel y aluminio, por ejemplo. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) mantiene bases de datos para estandarizar termómetros.
Para la medición de temperaturas muy bajas, la susceptibilidad magnética de una sustancia paramagnética es usada como el thermometric cantidad física. Para algunas sustancias, la susceptibilidad magnética varía inversamente como la temperatura. Cristales como cereous magnesio y nitrato de potasio alumbre crómico se han utilizado para medir temperaturas de hasta 0,05 K; estos cristales son calibrados en el helio líquido range.This diagrama y el último ejemplo en este texto fueron tomadas desde el Laboratorio de Bajas Temperaturas, Universidad de Helsinki Tecnología de la fotografía de archivo. Por estas muy bajo, y aún más baja, las temperaturas, el termómetro es también el mecanismo de enfriamiento. Severa baja temperatura laboratorios conducta interesante de investigación aplicada y teórica sobre cómo llegar a las temperaturas más bajas posible y la forma de trabajo a estas temperaturas pueden encontrar aplicación.

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Calor y Termodinámica
Antes de que el siglo 19, se creía que el sentido de cuánto calor o frío se sentía un objeto determinado por la cantidad de "calor" que contiene. El calor fue concebido como un líquido que fluía de una más para un objeto frío, lo fluido de ingravidez que se llamó "calórico", y hasta los escritos de Joseph Black (1728-1799), no se hace distinción entre calor y temperatura. Negro distinguió entre la cantidad (calorías) y la intensidad (temperatura) del calor.
Benjamin Thomson, Conde Rumford, publicó en 1798 un documento titulado "una investigación sobre la fuente de calor que está emocionado por fricción". Rumford había notado la gran cantidad de calor generado cuando se taladra un cañón. Duda de que la sustancia es un material que fluye en el cañón y llegó a la conclusión de "que me parece extremadamente difícil, si no imposible cualquier forma distinta a la idea de algo capaz de ser excitado y comunicado en la forma que el calor fue excitado y comunicado en estos experimentos salvo el movimiento. "
Pero no fue hasta que JP Joule publicó un documento definitivo en 1847 las calorías que la idea fue abandonada. Joule concluyente demostró que el calor es una forma de energía. Como resultado de los experimentos de Rumford, Joule y otros, se demostró (explícitamente por Helmholtz en 1847), que las diversas formas de energía se puede transformar una en otra.
Cuando el calor se transforma en cualquier otra forma de energía, o cuando otras formas de energía se transforman en calor, la cantidad total de energía (calor, además de otras formas) en el sistema es constante.
Esta es la primera ley de la termodinámica, la conservación de la energía. Para expresarlo de otra manera: es posible de ninguna manera, ya sea por medios mecánicos, térmicos, químicos, u otros medios para obtener una máquina de movimiento perpetuo, es decir, uno que crea su propia energía (excepto en el mundo de fantasía de Maurits Escher's)
Una segunda declaración podrá realizarse, asimismo, acerca de cómo operar las máquinas. Una máquina de vapor utiliza una fuente de calor para producir trabajo. ¿Es posible convertir completamente la energía térmica en trabajo, por lo que es una máquina 100% eficiente? La respuesta se encuentra en la segunda ley de la termodinámica:
Cíclico de la máquina no puede convertir la energía térmica en su totalidad en las demás formas de energía. No es posible construir una máquina cíclica que no hace nada, pero retirar la energía térmica y convertirlo en energía mecánica.
La segunda ley de la termodinámica implica la irreversibilidad de determinados procesos - el de la conversión de todos el calor en energía mecánica, aunque es posible tener una máquina cíclica que no hace nada, sino convertir la energía mecánica en calor!
Sadi Carnot (1796-1832) llevado a cabo estudios teóricos de la eficiencia de los motores de calor (una máquina que convierte parte de su calor útil en el trabajo). Estaba tratando de modelar el calor del motor más eficiente posible. Su trabajo teórico sirvió de base para las mejoras prácticas en la máquina de vapor y también sentó las bases de la termodinámica. Describió un motor ideal, el llamado motor de Carnot, que es la manera más eficiente un motor puede ser construido. Él demostró que la eficacia de este tipo de motor viene dada por
eficiencia = 1 - T / T »,
donde las temperaturas, T y T ", son los fríos y calientes" depósitos ", respectivamente, entre los que opera la máquina. En esta escala de temperatura, un motor térmico cuyo reservorio frío es cero grados funcionaría con un 100% de eficiencia. Se trata de definición de un cero absoluto, y se puede demostrar a ser idéntico al cero absoluto hemos hablado anteriormente. La escala de temperatura se llama la absoluta, la termodinámica, o de la escala Kelvin.
La forma en que la temperatura del gas de escala y la escala de temperatura termodinámica sean idénticas se basa en la interpretación microscópica de la temperatura, que postula que la cantidad mensurable macroscópico llamado temperatura es el resultado de los movimientos aleatorios de las partículas microscópicas que componen un sistema.

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La Teoría cinética
Este breve resumen abreviado de una discusión más detallada se encuentra en la Quinn "temperatura"
Casi al mismo tiempo que la termodinámica fue evolucionando, James Clerk Maxwell (1831-1879) y Ludwig Boltzmann (1844-1906) desarrolló una teoría que describe la forma en moléculas trasladó - dinámica molecular. Las moléculas que componen un gas perfecto desplazarse, chocan entre sí, como bolas de billar y rebotando sobre la superficie del contenedor de la explotación de gas. La energía asociada con el movimiento se llama energía cinética y cinética de este enfoque en el comportamiento de los gases ideales llevado a una interpretación del concepto de la temperatura en una escala microscópica.
La cantidad de energía cinética de cada molécula tiene es una función de su velocidad, por el gran número de moléculas en un gas (incluso a baja presión), debería haber una gama de velocidades en cualquier instante de tiempo. La magnitud de las velocidades de las distintas partículas que varían enormemente - no hay dos partículas se debe esperar a tener la misma velocidad. Algunos pueden estar avanzando muy rápido, otros, muy lentamente. Maxwell encontró que podía representar la distribución de velocidades estadísticamente por una función conocida como la distribución Maxwellian. Las colisiones de las moléculas con su contenedor da lugar a la presión del gas. Al considerar el promedio de la fuerza ejercida por las colisiones moleculares en la pared, Boltzmann pudo demostrar que la energía cinética media de las moléculas es directamente comparable a la medida de presión, y cuanto mayor es la energía cinética media, mayor será la presión. Boyles de la Ley, sabemos que la presión es directamente proporcional a la temperatura, por lo tanto, se demostró que la energía cinética de las moléculas relacionadas directamente con la temperatura del gas. Una simple relación tiene para ello:
energía cinética media de las moléculas = 3kT / 2,
donde k es la constante de Boltzmann. La temperatura es una medida de la energía térmica y de movimiento, a una temperatura de cero, la energía alcanza un mínimo (mecánica cuántica, el punto cero de movimiento se mantiene en 0 K).
En julio de 1995, físicos en Boulder, Colo.achieved una temperatura mucho más baja que jamás se haya producido antes y creó un nuevo estado de la materia predicho décadas atrás por Albert Einstein y Satyendra Nath Bose. El comunicado de prensa describe la naturaleza de este experimento y una descripción completa de este fenómeno es descrito por la Universidad de Colorado de la página principal de BEC.
Trata de un sistema que contiene un gran número de moléculas requiere un enfoque estadístico al problema. Acerca de 1902, JW Gibbs (1839-1903) introdujo la mecánica estadística con la que ha demostrado cómo los valores medios de las propiedades de un sistema puede ser predicha a partir de un análisis de los valores más probables de estas propiedades de un gran número de sistemas idénticos (llamado un conjunto). Una vez más, en la mecánica de interpretación estadística de la termodinámica, el parámetro clave se identifica con una temperatura que puede estar directamente vinculado a la temperatura termodinámica, con la temperatura de Maxwell de distribución, y con la ley del gas ideal.
La temperatura se convierte en una cantidad definible en términos de cantidades termodinámicas macroscópicas tales como calor y trabajo o, con igual validez e idénticos resultados, en términos de una cantidad que caracteriza la distribución de energía entre las partículas en un sistema. (Quinn, "temperatura")
Con esta comprensión del concepto de temperatura, es posible explicar cómo el calor (energía térmica) fluye de un cuerpo a otro. La energía térmica es llevada por las moléculas en forma de sus movimientos y algunas de ellas, a través de las colisiones moleculares, se transfiere a las moléculas de un segundo objeto cuando se pone en contacto con él. Este mecanismo para la transferencia de energía térmica por contacto se llama conducción.
Un segundo mecanismo de transporte de calor es ilustrado por una olla de agua para hervir el conjunto en una estufa - más caliente el agua más cercana a la llama estará a la altura de la mezcla con agua más fría en la parte superior de la olla. Convección implica el movimiento corporal de la más enérgica moléculas en un líquido o gas.
La tercera forma que la energía térmica puede ser transferida de un organismo a otro es por la radiación, lo que es la forma en que el sol calienta la tierra. Los flujos de radiación del sol a la tierra, donde algunos de ellos es absorbida, calentando la superficie.

Un gran dilema de la física desde la época de Newton era cómo explicar la naturaleza de este radiation.

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Radiación Térmica
La naturaleza de la radiación ha desconcertado científicos durante siglos. Maxwell propuso que esta forma de energía viaja como una vibración eléctrica y perturbación magnética a través del espacio en una dirección perpendicular a los disturbios.
En el diagrama, la eléctrica (rojo) y magnético (azul) son las oscilaciones ortogonales entre sí - la eléctrica situada en el plano xy, el magnético, en el plano xz. La ola es viajar en la dirección x. Una onda electromagnética puede ser definida en términos de la frecuencia de su oscilación, designados por la letra griega nu (v). La ola se mueve en línea recta con una velocidad constante (designada como c si se mueve a través de un vacío), la distancia entre los sucesivos' picos' de la onda es la longitud de onda,, y de la ola es igual a la velocidad dividida por su frecuencia.
El espectro electromagnético abarca una enorme gama de longitudes de onda, desde ondas muy cortas o muy largas.

La única región del espectro electromagnético a la que nuestro ojo es sensible es el "visible" en el rango identificado por el diagrama de colores de arco iris.
El sol no es el único objeto que provee energía radiante; cualquier objeto cuya temperatura sea superior a 0 K se emiten algunos energía radiante. El reto para los científicos era mostrar cómo esta energía radiante está relacionada con la temperatura del objeto.

Si un objeto se coloca en un recipiente cuyas paredes están a una temperatura uniforme, esperamos que el objeto de entrar en equilibrio térmico con las paredes de la cámara y el objeto que emiten energía radiante al igual que las paredes del contenedor. Ese objeto absorbe e irradia la misma cantidad de energía. Ahora una superficie de negro absorbe todas las radiaciones que incidan en ella y que debe irradiar de la misma forma si está en equilibrio térmico. Equilibrio de radiación térmica, por lo tanto, se llama cuerpo negro la radiación.
La primera relación entre la temperatura y la energía radiante fue deducida por J. Stefan en 1884 y teóricamente explicada por Boltzmann aproximadamente a la misma hora. Dice:

donde el total de energía por unidad de área es por segundo emitidos por el cuerpo atrás, es su absoluta T (termodinámica) y la temperatura es la constante de Stefan-Boltzmann.
La gran pregunta en el cambio de siglo era explicar la manera en que este total de energía radiante emitida por un cuerpo negro se extiende a las distintas frecuencias o longitudes de onda de la radiación. Maxwell la "clásica" de la teoría electromagnética osciladores no explica la distribución observada de brillo. Se deja a Max Planck para resolver el dilema, mostrando que la energía de los osciladores cuantizadas debe ser, es decir, la energía no puede tener ningún valor, sino que debe cambiar en los pasos, el tamaño de cada paso, o la cuantía, es proporcional a la frecuencia y el oscilador de igual a hv, donde h es la constante de Planck. Con este supuesto, el brillo de Planck derivados distribución de un cuerpo negro y demostró que es definido por su temperatura. Una vez que la temperatura de un cuerpo negro es especificada, la ley de Planck se puede utilizar para calcular la intensidad de la luz emitida por el organismo en función de la longitud de onda. Por el contrario, si la distribución de un brillo radiante cuerpo se mide, entonces, por un ajuste a la curva de Planck, su temperatura se puede determinar.
Las curvas se ilustra a continuación muestran que el cuerpo es la más caliente, que es la más brillante en longitudes de onda más corta. La temperatura de la superficie del sol es 6000 K, y su curva de Planck de picos en la banda de longitudes de onda visibles. A los organismos más fresco que el sol, el pico de la curva de Planck cambia a longitudes de onda más largas, hasta que se alcanza una temperatura tal que muy poca energía radiante se emite en el rango visible.
Esta cifra (adaptado de Adkins' "Física Térmica") muestra varias curvas de Planck negro órganos. La intensidad es en unidades de energía por unidad de superficie por unidad de ángulo sólido y por unidad de tiempo por unidad de intervalo de longitud de onda. La línea discontinua muestra la variación con la temperatura y la longitud de onda de los picos de las curvas.
Esta es una representación gráfica de la ley de Wien, que establece:
(max) ~ 0.29 / T,
donde (max) es la longitud de onda del máximo brillo en cm y T es la temperatura absoluta del cuerpo negro.
El cuerpo humano tiene una temperatura de alrededor de 310 K y irradia principalmente en el infrarrojo lejano. Si una fotografía de un ser humano es tomado con una cámara sensible a esta región de longitud de onda, tenemos una "térmica" de imagen. Esta foto es cortesía de infrarrojos de la Transformación y Centro de Análisis, Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
Una página desarrollada por una multa Compix da descripción de imágenes térmicas y de sus usos.
John E. ¿Se ha señalado varias imágenes térmicas obtenidas durante la investigación en mediciones de la antena patrón, como otro ejemplo del uso de imágenes térmicas.

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3 K - La temperatura del Universo
El sol y las estrellas emiten radiación térmica cubriendo todas las longitudes de onda; otros objetos en el cielo, al igual que los grandes nubes de gas en la Vía Láctea, también emiten radiación térmica, pero son mucho más frescas. Estos objetos son los más detectados por infrarrojo y radio telescopios - telescopios cuyos detectores son sensibles a las longitudes de onda más largas.
En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson estaban llevando a cabo una cuidadosa calibración de su radio telescopio en el Laboratorio Bell en Whippany, Nueva Jersey. El encontró que su receptor mostró un "ruido" patrón, como si fuera el interior de un contenedor cuya temperatura se 3K - es decir, como si estuviera en equilibrio con un cuerpo negro a 3 K. Este "ruido" parece ser procedente de todas las direcciones. A principios de predicciones teóricas por George Gamow y otros astrofísicos habían predicho la existencia de un fondo cósmico 3 K. Penzias y Wilson fue el descubrimiento de observación de la confirmación de la radiación isotrópica Universo, cree que es una reliquia de la "Big Bang". La enorme energía térmica liberada durante la creación del universo empezó a enfriarse en el universo expandido. Unos 12 millones de años más tarde, estamos en un universo que irradia como un cuerpo negro ahora enfría a 3 K. En 1978 Penzias y Wilson fueron galardonados con el Premio Nobel de Física por este descubrimiento.
Un cuerpo negro a 3 K emite la mayor parte de su energía de microondas en la banda de longitudes de onda. Moléculas en la atmósfera de la Tierra absorben esta radiación de manera que de la tierra, los astrónomos no puede hacer observaciones en esta región de longitud de onda. En 1989, el Cosmic Background Explorer (COBE) de satélite, desarrollado por la NASA Goddard Space Flight Center, fue lanzado para medir la difusión de infrarrojos y la radiación de microondas del universo primitivo. Uno de sus instrumentos, la absoluta Espectrofotómetro Infrarrojo Lejano (Firas) comparó el espectro de la radiación de fondo cósmico de microondas con una precisión cuerpo negro. El fondo cósmico de microondas del espectro se mide con una precisión de 0,03% y se ajuste con precisión con un cuerpo negro de temperatura 2.726 K. Aunque hay miles de millones de estrellas en el universo, estas mediciones precisas COBE muestran que 99,97% de la energía radiante de el Universo se publicó en el primer año después del Big Bang y ahora reside en las termas de 3 K campo de radiación.
Una explicación más detallada del origen de la radiación de fondo de microondas, y su posible anisotropía, se puede encontrar aquí. Una nueva misión seleccionada por la NASA es el Microwave Anisotropy Probe (MAP) para medir la pequeñas fluctuaciones en la radiación de fondo y rendirá más información sobre los detalles del universo temprano.

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Resumen
El concepto de temperatura es tan fundamental como un concepto físico de los tres cifras fundamentales de la mecánica - masa, longitud, y el tiempo. Mediante el estudio de problemas prácticos, tales como la forma de hacer un muy eficiente motor de vapor, surgen las teorías físicas fundamentales, incluidos los conceptos de la teoría cuántica y las dos leyes de la termodinámica. La segunda ley, con su requisito de irreversibilidad, predice una inevitable evolución de otras formas de energía en calor. Es la segunda ley establece que solo una "flecha" para el concepto de tiempo.

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