Redigerer Temperatur

{{Konjugerte variabler (termodynamikk)}}
:''For spesialartikkel om temperatur i meteorologien, se [[Temperatur (meteorologi)]].''
'''Temperatur'''  (fra [[latin]] ''temperatura'', grunnbetydning «passende blanding»)<ref>[https://naob.no/ordbok/temperatur «temperatur»], ''NAOB''</ref> er den [[fysikk|fysiske]] egenskapen som er det viktigste grunnlaget for om en gjenstand oppfattes som varm eller kald.<ref>[https://education.nationalgeographic.org/resource/temperature/ «Temperature»], ''National Geographuc''</ref> Gjenstanden med høyest temperatur vil ved berøring kjennes varmest, forutsatt at den har minst like stor varmeledningsevne som gjenstanden med lavere temperatur. Temperatur er direkte knyttet til mengden [[termisk energi]] ([[varme]]) i systemet, det vil si tilfeldige bevegelser i [[atom]]er og [[molekyl]]er i systemet.<ref>[https://courses.lumenlearning.com/suny-chem-atoms-first/chapter/energy-basics/ «Energy Basics»], ''Lumen Learning''</ref> Temperatur gir bare mening for store systemer med mange partikler, som atmosfæren, havet, menneskekroppen eller sola. Man kan således ikke snakke om temperaturen til et atom. Temperatur er også bare knyttet til tilfeldige bevegelser. Tilfeldige bevegelser står i kontrast til ordnede, mekaniske bevegelser, for eksempel faller en stein i et tyngdefelt like fort uavhengig av steinens temperatur.

Det finnes en nedre grense for hvor kaldt det kan bli.<ref>Padavic-Callaghan, Karmela (14. desember 2022): [https://www.newscientist.com/article/mg25634171-900-the-strange-physics-of-absolute-zero-and-what-it-takes-to-get-there/ «The strange physics of absolute zero and what it takes to get there»], ''New Scientist''</ref> Grensen kalles [[det absolutte nullpunkt]], som er ved &minus;273,15 [[Grad celsius|℃]] = 0 [[Kelvin|K]].<ref>[https://study.com/learn/lesson/absolute-zero-temperature-facts.html «Absolute Zero Temperature & Facts»], ''Study.com''</ref><ref>[https://physics.stackexchange.com/questions/79152/why-is-the-absolute-zero-273-15%C2%BAc «Why is the absolute zero -273.15ºC?»], ''Physics''</ref> Ned mot denne grensen bryter klassiske, [[Termodynamikk|termodynamiske]] formler sammen og en må benytte resultater fra [[kvantemekanikk]]en og [[statistisk fysikk]].

== Symboler og enheter ==
[[Fil:Pakkanen.jpg|thumb|Et typisk [[termometer]] som måler celsius på en vinterdag med temperatur på −17 °C.]]
Vanlig symbol for temperatur er ''T''. Det finnes flere temperaturskalaer
* [[Kelvin]] (K) er [[SI-systemet|SI-enheten]]. Kelvinskalaen har samme avstand mellom gradene som celsiusskalaen, men har null ved det absolutte nullpunkt. Temperatur i kelvin kalles også [[absolutt temperatur]]. De [[termodynamikk|termodynamiske]] tilstandslikningene bruker absolutt temperatur.<ref>[https://www.techtarget.com/whatis/definition/kelvin-K «What is kelvin (K)?»], Definition from ''TechTarget''</ref>
* [[Celsiusskalaen|Celsius]] (℃) er nyttig til måling rundt romtemperatur. Vann fryser ved 0&nbsp;℃ og koker ved 100&nbsp;℃.<ref>[https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Celsius.html «Celsius»], ''Chemeurope.com''</ref>
* [[Fahrenheit]] (℉) brukes i [[USA]] eller [[England]] (i mindre grad).<ref>[https://thebiologynotes.com/celsius-vs-fahrenheit/ «Celsius vs. Fahrenheit scale- 10 Differences with Examples»] {{Wayback|url=https://thebiologynotes.com/celsius-vs-fahrenheit/ |date=20230529185332 }}, ''The Biology Notes''</ref>
* I fysikk måles ofte temperatur i energienheter, som regel [[elektronvolt]], ved å multiplisere absolutt temperatur med [[Boltzmanns konstant]].<ref>[https://physics.stackexchange.com/questions/45785/why-isnt-temperature-measured-in-units-of-energy «Why isn't temperature measured in units of energy?»], ''Physics''</ref><ref>[https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/electron-volt «Electron Volt»], ''ScienceDirect''</ref>

== Temperaturavhengighet == 
Mange typer fenomener avhenger sterkt av temperatur
* [[Kjemisk reaksjon|Kjemiske reaksjoner]]. Reaksjonshastigheten øker normalt med temperaturen.
* [[Aggregattilstand|Faser]]. Hvilke faser som er stabile avhenger av temperatur. Lavere temperatur betyr mer ordnede faser.
* [[Indre energi]]. Økt temperatur betyr økt indre energi. (Derimot kan den indre energien øke uten at temperaturen øker, for eksempel i en [[faseovergang]], se [[latent varme]])
* [[motstand (resistans)|Elektrisk motstand]]. Generelt øker motstanden med temperaturen.

== Temperatur i termodynamikk ==
I [[termodynamikk]]en defineres temperatur ''T'' som forholdet mellom en langsom (kvasistatisk) overføring av [[varme]] <math>\delta Q</math> og følgende endring av [[entropi]] <math>dS</math> , dvs.
: <math>d S = \frac{\delta Q}{T} </math>

Denne definisjonen gjelder bare nær likevekt.

== Temperatur i statistisk fysikk ==
[[Statistisk fysikk]] tilbyr en definisjon av temperatur som
:<math>\frac{1}{T}=\left(\frac{\partial S(E)}{\partial E}\right)_{VN}</math>

hvor ''S'' er [[entropi]], ''E'' er [[energi]] og derivasjonen er ved konstant volum og partikkeltall. Entropien som funksjon av energi er gitt med [[Boltzmanns lov]]. For å bruke denne definisjonen må man ha et [[lukket system]] (se [[mikrokanonisk ensemble]]).

I praksis, i [[åpent system|åpne systemer]], er det mer hensiktsmessig å innføre temperatur ved hjelp av [[Boltzmannfaktor]]er, 
: <math>P_k=\frac{1}{Z}e^{-E_k/k_bT} </math>

hvor <math>P_k</math> er sannsynligheten for at en tilstand ''k'' er okkupert, <math>E_k</math> er tilstandens energi og <math>k_b</math> er [[Boltzmanns konstant]]. [[Partisjonsfunksjon]]en ''Z'' gir normalisering.
Temperaturen gir således okkupasjonssannsynligheten til de ulike energitilstandene. Økt temperatur gir større sannsynlighet for at tilstander med høyere energi er okkupert. For en [[monoatomisk]], [[ideell gass]] gir dette at gjennomsnittshastigheten til partiklene øker med økt temperatur. (Generelt sett er ikke hastighet et meningsfullt begrep for systemer i statistisk fysikk.)

Boltzmannfaktorene kan brukes i åpene systemer, slik som [[kanonisk ensemble|det kanoniske ensemblet]] og 
[[storkanonisk ensemble|det storkanoniske ensemblet]], men bare nær likevekt.

=== Negativ temperatur ===
Som en kuriositet kan nevnes at [[det absolutte nullpunkt]] ikke kan nås, men negativ absolutt temperatur er mulig (Negativ absolutt temperatur må ikke forveksles med minusgrader i °C). Systemet er da ute av likevekt, og varme flyter fra området med negativ temperatur til det med positiv temperatur. Negativ temperatur tolkes dermed som varmere enn positiv temperatur (dvs. over uendelig varmt).{{Trenger referanse|Hele avsnittet trenger referanse, og muligens en bedre forklaring.}}

== Måling av temperatur ==
Mennesker kan sanse temperatur, men denne sansen er ikke spesielt presis. Dermed [[måle]]r man som regel temperatur indirekte ved hjelp av en annen temperaturavhengig størrelse, slik som
* [[Volum]] til kvikksølv eller en annen væske i et vanlig [[termometer]]. Volumet utvider seg når temperaturen øker.
* [[Elektrisk motstand]] i et elektrisk termometer. Motstanden går opp når temperaturen øker.
* Energispekteret til [[Plancks strålingslov|termisk stråling]]. Legemet sender ut mer kortbølget stråling når temperaturen øker, se [[Wiens forskyvningslov]]. Fordelen med denne er at en kan finne temperaturen til legemer langt unna, slik som [[solen]].

==Omregningstabell mellom de forskjellige enhetene==
{{Tidslinje omregning temperatur}}

==Se også==
*[[Temperatur (meteorologi)]]
*[[Termodynamikk]]
*[[Statistisk fysikk]]
*[[Entropi]]
*[[Termisk energi]]

== Referanser ==
<references />

== Eksterne lenker ==
*[https://earth.nullschool.net/#current/wind/surface/level/overlay=temp/winkel3 Samtidskart over global overflatetemperatur] (engelsk)

{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Temperatur| ]]
[[Kategori:Fysiske størrelser]]
[[Kategori:Termodynamikk]]
[[Kategori:Statistisk fysikk]]
[[Kategori:1000 artikler enhver Wikipedia bør ha]]