Температура тела: пониженная, нормальная и высокая. Почему у температуры есть минимальный предел и нет максимального
Температура тела является показателем теплового состояния организма. Благодаря ей происходит отражение соотношения между вырабатыванием тепла внутренних органов, теплообменом между ними и внешним миром. При этом температурные показатели зависят от возраста человека, времени суток, воздействия окружающего мира, состояния здоровья и других особенностей организма. Так какая должна быть температура тела у человека?
Люди привыкли, что при изменениях температуры тела принято говорить о нарушении здоровья. Даже при незначительном колебании человек готов бить тревогу. Но не всегда все так печально. Нормальная температура тела человека колеблется в пределах от 35,5 до 37 градусов. При этом средним показатель в большинстве случаев составляет 36,4-36,7 градусов. Также хочется отметить, что температурные показатели могут быть индивидуальными для каждого. Нормальным температурным режимом считается то, когда человек себя ощущает полностью здоровым, трудоспособным и не происходит сбоя в обменных процессах.
Какова нормальная температура тела у взрослых, зависит еще и оттого, какой национальности человек. Например, в Японии она держится на уровне 36 градусов, а в Австралии показатель температуры тела поднимается до 37 градусов.
Также стоит отметить, что нормальная температура тела человека может колебаться в течение всех суток. В утренние часы она ниже, а к вечеру значительно поднимается. При этом ее колебание в течение суток может составлять один градус.
Температура человека подразделяется на несколько видов, куда относят:
- тела. Ее показатели падают ниже 35,5 градусов. Такой процесс принято называть гипотермией;
- нормальную температуру тела. Показатели могут колебаться от 35,5 до 37 градусов;
- повышенную температуру тела. Она поднимается выше 37 градусов. При этом ее измеряют в подмышечной впадине;
- . Ее пределы колеблются от 37,5 до 38 градусов;
- фебрильную температуру тела. Показатели составляют от 38 до 39 градусов;
- высокую или пиретическую температуру тела. Она поднимается до 41 градуса. Это критическая температура тела, которая ведет к нарушению обменных процессов в головном мозге;
- гиперпиретическую температуру тела. Смертельная температура, которая поднимается выше 41 градуса и ведет к летальному исходу.
Также температура внутренняя классифицируется по другим типам в виде:
- гипотермии. Когда температурные показатели ниже 35,5 градусов;
- нормальной температуры. Она колеблется в пределах 35,5-37 градусов;
- гипертермии. Температура составляет выше 37 градусов;
- лихорадочного состояния. Показатели поднимают выше 38 градусов, при этом у больного возникает озноб, побледнение кожных покровов, мраморная сеточка.
Правила измерения температуры тела
Все люди привыкли, что по стандарту температурные показатели должны измеряться в подмышечной впадине. Для выполнения процедуры нужно соблюдать несколько правил.
- В подмышечной впадине должно быть сухо.
- Потом берется градусник и аккуратно стряхивается до значения в 35 градусов.
- Кончик градусника располагается в подмышечной впадине и плотно прижимается рукой.
- Держать его необходимо от пяти до десяти минут.
- После этого оценивается результат.
Со ртутным градусником стоит быть предельно аккуратно. Разбивать его нельзя, иначе ртуть выльется и будет выделять вредные пары. Детям такие вещи давать категорически запрещено. На замену можно иметь инфракрасный или электронный градусник. Такие приборы измеряют температуру в считаные секунды, но значения от ртутного могут отличаться.
Не все задумываются о том, что температуру можно мерить не только в подмышечной впадине, но и других местах. Например, во рту. При данном методе измерения нормальные показатели будут находиться в пределах 36-37,3 градусов.
Как мерить температуру во рту? Существует несколько правил.
Чтобы измерилась температура во рту, в течение пяти-семи минут нужно находиться в спокойном состоянии. Если в ротовой полости имеются зубные протезы, брекеты или пластины, то их следует убрать.
После этого ртутный градусник нужно вытереть насухо и расположить его под языком с любой стороны. Для получения результата его нужно удерживать от четырех до пяти минут.
Стоит отметить, что оральная температура существенно отличается от измерений в подмышечной зоне. Измерения температуры во рту могут быть показать результат выше на 0,3-0,8 градусов. Если взрослый сомневается в показателях, то нужно провести сравнение между температурой, полученной в подмышечной впадине.
Если пациент не знает, как мерить температуру во рту, то можно придерживаться обычной технологии. Во время процедуры стоит соблюдать технику выполнения. Градусник может устанавливаться как за щекой, так и под языком. Но зажимать прибор зубами категорически запрещается.
Пониженная температура тела
После того, как пациент узнал, какая температура у него, нужно определить ее характер. Если она ниже 35,5 градусов, то принято говорить о гипотермии.
Температура внутренняя может быть низкой по некоторым причинам, куда относят:
- ослабленную иммунную функцию;
- сильное переохлаждение;
- недавно перенесенную болезнь;
- заболевания эндокринной системы;
- использование некоторых лекарственных препаратов;
- низкий гемоглобин;
- сбой в гормональной системе;
- наличие кровотечений внутреннего характера;
- интоксикацию организма;
- хроническую усталость.
Если у пациента температура внутренняя сильно понижена, то он будет чувствовать ослабленность, упадок сил и головокружение.
Для повышения температурных показателей в домашних условиях нужно положить ноги в горячую ножную ванну или на грелку. После этого надеть теплые носки и попить горячего чая с медом, настой из лекарственных трав.
Если температурные показатели снижаются постепенно и достигают показателей 35-35,3 градуса, то можно говорить:
- о простом переутомлении, сильных физических нагрузках, хроническом недосыпании;
- о неправильном питании или соблюдении жесткой диеты;
- о гормональном сбое. Происходит на этапе вынашивания, при климаксе или месячных у женщин;
- о нарушениях углеводного обмена из-за болезней печени.
Повышенная температура тела
Чаще всего встречается такое явление, как повышенная температура тела. Если она держится на отметках от 37,3 до 39 градусов, то принято говорить об инфекционном поражении. Когда в тело человека проникают вирусы, бактерии и грибки, происходит сильная интоксикация, которая выражается не только в повышении температуры тела, но и насморке, слезоточивости, кашле, сонливости, ухудшении общего состояния. Если температура внутренняя поднимается выше 38,5 градусов, то врачи советуют принимать жаропонижающие средства.
Возникновение температуры может наблюдаться при ожогах и механических травмированиях.
В редких ситуациях наблюдается гипертермия. Это состояние обуславливается повышением температурных показателей выше 40,3 градусов. При возникновении такой ситуации необходимо как можно скорее вызвать скорую. Когда показатели дошли до 41 градуса, то принято говорить о критическом состоянии, которое угрожает дальнейшей жизни пациента. При температуре 40 градусов начинают происходить необратимые процесс. Наблюдается постепенное разрушение головного мозга и ухудшение работы внутренних органов.
Если температура внутренняя составляет 42 градуса, то пациент умирает. Встречаются такие случаи, когда больной переживал такое состояние и выживал. Но их число мало.
Если температура внутренняя поднимается выше норы, то у пациента проявляются симптомы в виде:
- усталости и слабости;
- общего болезненного состояния;
- сухости кожного покрова и губ;
- легкого или . Зависит от температурных показателей;
- болевого чувства в голове;
- ломоты в мышечных структурах;
- аритмии;
- понижения и полной утраты аппетита;
- повышенной потливости.
Каждый человек индивидуален. Поэтому и нормальная температура тела будет у каждого своя. Кто-то при показателях в 35,5 градусов ощущает себя нормально, а при повышении до 37 градусов уже считается больным. У других даже 38 градусов может быть пределом нормы. Поэтому стоит ориентироваться еще и на общее состояние организма.
Если вы изымете всю энергию из чего-нибудь, вы достигнете абсолютного ноля, самой низкой температуры во Вселенной (ну или почти абсолютного ноля, чем больше, тем лучше). Но какова самая высокая температура? «Ничто не пропадает. Все трансформируется», - говорил Майкл Энде. Думаю, очень многие задавались вопросом касательно самой высокой возможной температуры и не находили ответа. Если есть абсолютный ноль, должен быть и абсолютный… что?
Возьмем классический эксперимент: капнем пищевым красителем в воду с разной температурой. Что мы увидим? Чем выше температура воды, тем быстрее пищевой краситель распределяется по всему объему воды.
Почему так происходит? Потому что температура молекул непосредственно связана с кинетическим движением - и скоростью - участвующих частиц. Это значит, что в воде погорячее отдельные молекулы воды движутся с большей скоростью, и это значит, что частицы пищевого красителя быстрее будут транспортироваться в горячей воде, нежели в холодной.
Если бы вы остановили все это движение - довели все до идеального состояния отдыха (даже преодолели законы квантовой физики ради этого) - тогда вы достигли бы абсолютного ноля: самой холодной возможной термодинамической температуры.
Но как насчет движения в другую сторону? Если вы будете нагреваться систему частиц, очевидно, они будут двигаться все быстрее и быстрее. Но есть ли предел тому, как сильно вы сможете их нагреть, нет ли какой-нибудь катастрофы, которая помешает вам нагревать их после определенного предела?
При температуре в тысячи градусов тепло, которое вы передаете молекулам, начнет разрушать сами связи, которые удерживают молекулы вместе, и если вы будете продолжать увеличивать температуру, электроны начнут отделяться от самих атомов. Вы получите ионизированную плазму, состоящую из электронов и атомных ядер, в которой не будет нейтральных атомов вовсе.
Это еще в рамках разумного: у нас имеются отдельные частицы - электроны и положительные ионы - которые будут прыгать при высоких температурах, подчиняясь привычным законам физики. Вы можете повышать температуру и ждать продолжения.
При дальнейшем повышении температуры отдельные сущности, которые известны вам под «частицами», начинают разбиваться. Примерно при 8 миллиардах градусов (8 x 10^9), вы начнете спонтанно производить пары материи-антиматерии - электроны и позитроны - из сырой энергии столкновений частиц.
При 20 миллиардах градусов атомные ядра начнут спонтанно разрываться на отдельные протоны и нейтроны.
При 2 триллионах градусов протоны и нейтроны перестанут существовать, и появятся фундаментальные частицы, их составляющие - кварки и глюоны, их связи при таких высоких энергиях уже не выдерживают.
Примерно при 2 квадриллионах градусов вы начнете производить все известные частицы и античастицы в огромных количествах. Но и это не является верхним пределом. В этих пределах происходит много интересного. Видите ли, это та энергия, при которой вы можете произвести бозон Хиггса, а значит и та энергия, при которой вы можете восстановить одну из фундаментальных симметрий во Вселенной: симметрию, которая дает частице массу покоя.
Другими словами, как только вы нагреете систему до этого энергетического предела, вы обнаружите, что все ваши частицы теперь безмассовые и летают со скоростью света. То, что было для вас смесью материи, антиматерии и радиации, станет чистой радиацией (будет вести себя как она), оставаясь при этом материей, антиматерией или ни тем ни другим.
И это еще не конец. Вы можете нагревать систему до еще более высоких температур, и хотя быстрее двигаться в ней все не будет, оно будет преисполняться энергией, подобно тому как являются формой света радиоволны, микроволны, видимый свет и рентгеновские лучи (и все движутся со скоростью света), даже если обладают совершенно разной энергией.
Возможно, рождаются пока неизвестные нам частицы или проявляются новые законы (или симметрии) природы. Вы могли бы подумать, что достаточно просто нагревать и нагревать все до бесконечных энергией, чтобы это узнать, но не тут-то было. Есть три причины, почему это невозможно.
- Во всей наблюдаемой Вселенной имеется только конечное количество энергии. Возьмите все, что существует в нашем пространстве-времени: всю материю, антиматерию, радиацию, нейтрино, темную материю, даже энергию, присущую самому космосу. Существует порядка 10^80 частиц обычной материи, порядка 10^89 нейтрино и антинейтрино, чуть больше фотонов, плюс вся энергия темной материи и темной энергии, распространенные в радиусе 46 миллиардов световых лет наблюдаемой Вселенной, центр которой находится в нашей позиции.
Но даже если бы вы превратили все это в чистую энергию (с помощью E = mc^2), и даже если бы вы использовали всю эту энергию для нагрева своей системы, вы не получили бы бесконечное количество энергии. Если заключить все это в единую систему, вы получите гигантское количество энергии, равное примерно температуре в 10^103 градуса, но и это еще не бесконечность. Получается, верхний предел остается. Но прежде чем вы до него доберетесь, у вас будет еще одно препятствие.
- Если вы заключите слишком большое количество энергии в любом ограниченном регионе пространства, вы создадите черную дыру. Обычно вы думаете о черных дырах как об огромных, массивных, плотных объектах, способных проглотить орды планет: не заморачиваясь, небрежно, легко.
Дело в том, что если вы придадите отдельной квантовой частице достаточно энергии - даже если она будет безмассовой частицей, движущейся со скоростью света - она превратится в черную дыру. Есть масштаб, на котором просто иметь что-то с определенным количеством энергии, будет означать, что частицы не будут взаимодействовать как обычно, и если вы получите частицы с такой энергией, эквивалентной 22 микрограммам по формуле E = mc^2, вы сможете набрать энергию в 10^19 ГэВ, прежде чем ваша система откажется становиться горячее. У вас начнут появляться черные дыры, которые будут моментально распадаться до состояния низкоэнергетической термальной радиации. Получается, этот энергетический предел - планковский предел - является верхним для Вселенной и соответствует температуре в 10^32 кельвина.
Это намного ниже предыдущего предела, поскольку не только сама конечна, но и черные дыры выступают сдерживающим фактором. Впрочем, это не все: есть ограничение и пуще.
- При определенной высокой температуре вы высвободите потенциал, который привел нашу Вселенную к космической инфляции, расширению. Еще во времена Большого Взрыва Вселенная пребывала в состоянии экспоненциального расширения, когда пространство раскладывалось, как космический воздушный шар, только в геометрической прогрессии. Все частицы, античастицы и излучение быстро разделялись с другими квантовыми частицами материи и энергии, и когда инфляция завершилась, настал Большой Взрыв.
Если вам удастся достичь температур, необходимых для возвращения состояния инфляции, вы нажмете кнопку перезапуска Вселенной и вызовете инфляцию, затем Большой Взрыв и так далее, все по новой. Если до вас пока не дошло, учтите: если вы доберетесь до этой температуры и вызовете нужный эффект, вы никак не выживете. Теоретически это может возникнуть при температурах порядка 10^28 – 10^29 кельвинов, это пока только теория.
Получается, вы можете легко набрать очень высокие температуры. Хотя физические явления, к которым вы привыкли, будут отличаться в деталях, вы по-прежнему сможете набирать температуры выше и выше, но только до точки, после которой все, что вам дорого, будет уничтожено. Но не бойтесь Большого адронного коллайдера. Даже на самом мощном ускорителе частиц на Земле мы достигаем энергий, которые в 100 миллиардов раз ниже, чем необходимые для вселенского апокалипсиса.
Температура тела - показатель теплового состояния организма человека или другого живого организма, который отражает соотношение между выработкой тепла различных органов и тканей и теплообменом между ними и внешней средой.
Температура тела зависит от:
— возраста;
— времени суток;
— воздействие на организм окружающей среды;
— состояния здоровья;
— беременности;
— особенностей организма;
— других факторов, которые еще не выяснены.
Виды температуры тела
В зависимости от показаний термометра, выделяют следующие виды температуры тела:
— меньше 35°С;
— 35°С — 37°С;
— Субфебрильная температура тела:
37°С — 38°С;
— Фебрильная температура тела:
38°С — 39°С;
— Пиретическая температура тела:
39°С — 41°С;
— Гиперпиретическая температура тела:
выше 41°С.
По другой классификации выделяют следующие разновидности температуры тела (состояния организма):
— Гипотермия.
Температура тела опускается ниже 35°С;
— Нормальная температура.
Температура тела находится в промежутке от 35°С до 37°С (в состояния организма, возраста, пола, момента измерения и других факторов);
— Гипертермия.
Температура тела поднимается выше 37°С;
— Лихорадка.
Повышение температуры тела, которое в отличии от гипотермии происходит в условиях сохранения механизмов терморегуляции организма.
Пониженная температура тела встречается реже, нежели повышенная или высокая, но тем не менее, она также достаточно опасная для жизни человека. Если температура тела понижается до 27°С и ниже, есть вероятность попадания человека в кому, хотя случаются случаи, когда люди выживали при и до 16°С.
Пониженной считается температура взрослого здорового человека ниже 36,0°C. В других случаях, пониженной температурой следует считать температуру, которая на 0,5°С – 1,5°С ниже Вашей нормальной температуры.
Низкой считается температура тела , которая ниже более чем на 1,5°С от нормальной температуры Вашего тела, или же если Ваша температура опустилась ниже 35°С (гипотермия). В этом случае необходимо срочно вызывать врача.
Причины пониженной температуры:
— слабый иммунитет;
— сильное переохлаждение;
— последствие перенесенной болезни;
— болезни щитовидной железы;
— лекарственные препараты;
— пониженный гемоглобин;
— гормональный дисбаланс
— внутренние кровотечения;
— отравления
— усталость и др.
Основными и самыми частыми симптомами пониженной температуры являются упадок сил и .
Нормальная температура тела, как отмечают многие специалисты, в основном зависит от возраста и времени суток.
Рассмотрим значения верхней границы нормальной температуры тела у людей различного возраста, если измерять ее под мышкой:
— нормальная температура у новорожденных:
36,8°С;
— нормальная температура у 6 месячных младенцев:
37,4°С;
— нормальная температура у 1 годичных детей:
37,4°С;
— нормальная температура у 3 годичных детей:
37,4°С;
— нормальная температура у 6 летних детей:
37,0°С;
— нормальная температура у взрослых:
36,8°С;
— нормальная температура у взрослых старше 65 лет:
36,3°С;
Если же меряете температуру не под мышками, то показания термометра (градусника) будут отличаться:
— во рту — больше на 0,3-0,6°С;
— в полости уха — больше на 0,6-1,2°С;
— в прямой кишке — больше на 0,6-1,2°С.
Стоит отметить, что вышеприведенные данные основаны на исследовании 90% пациентов, но в то же время, у 10% наблюдается температура тела, которая отличается в большую или меньшую сторону, и при этом, они абсолютно здоровы. В таких случаях для них это также является нормой.
В целом, колебания температуры в большую или меньшую сторону от нормы, более чем на 0,5-1,5°С является реакцией на любые нарушения в работе организма. Другими словами - это знак, что организм распознал болезнь и начал с ней бороться.
Если Вы желаете узнать точный показатель Вашей нормальной температуры, обратитесь к лечащему врачу. Если такой возможности нет, тогда сделайте это самим. Для этого необходимо на протяжении нескольких дней, когда Вы отлично себя чувствуете сделать измерения температуры, утром, днем и вечером. Показания термометра запишите в тетрадь. Потом отдельно сложите все показатели утренних, дневных и вечерних замеров и разделите сумму на количество замеров. Среднее значения и будут Вашей нормальной температурой.
Повышенная и высокая температура тела делится на 4 вида:
— Субфебрильная:
37°С — 38°С.
— Фебрильная:
38°С — 39°С.
— Пиретическая:
39°С — 41°С.
— Гиперпиретическая:
выше 41°С.
Максимальная температура тела , которая считается критической, т.е. при которой человек умирает - 42°С. Она опасна тем, что в тканях головного мозга нарушается обмен веществ, что практически умерщвляет весь организм.
Причины высокой температуры может указать только врач. Наиболее же частыми причинами являются вирусы, бактерии и другие инородные микроорганизмы, которые проникают в тело через ожоги, нарушение , воздушно-капельным путем и др.
Симптомы повышенной и высокой температуры
— Впервые температура человеческого тела (оральная температура) была измерена в Германии в 1851 году с помощью одного из первых образцов появившихся ртутных термометров.
— Самая низкая в мире температура тела 14,2 °C зафиксирована 23 февраля 1994 года у 2-летней канадской девочки, проведшей 6 часов на морозе.
— Самая высокая температура тела была зарегистрирована 10 июля 1980 года в больнице в городе Атланте, США у 52-летнего Уилли Джонса, получившего тепловой удар. Температура его оказалась равна 46,5 °C. Из больницы пациент был выписан через 24 дня.
Мне кажется, у многих людей, в том числе тех, кто отвечал выше, немного неверное понимание того, что вообще такое температура. А еще у одного неверное представление того, что такое планковская температура. Поэтому давайте разберемся во всем по порядку.
1. Сначала скажу что НЕ такое температура:
> температура - НЕ мера движения;
> температура - НЕ мера внутренней энергии;
> температура - НЕ определяется из закона Гей-Люсака (да вообще этот ответ какой-то странный, как можно из эмпирического закона определить вполне реальные физические величины?).
Чтобы лучше понять температуру, давайте ответим на вопрос. Представьте множество молекул, скажем, воды движется в одном направлении без отклонений, без колебаний, с одной и той же скоростью. Чему равна температура такой системы? Проходивший (нормально) молекулярную физику человек ответит, что температуры у такой системы нет вообще. И окажется прав. Причем не важно как быстро движутся частицы.
Дело в том, что есть такая вещь как состояние, и такая вещь, как распределение скоростей частиц. Для состояния, в котором находилась предыдущая система, вообще не определяется понятия температуры. Температура определяется строго для одного типа состояния - состояния равновесия, при котором имеет место максвелловское распределение скоростей (со всевозможными вариациями). В таком случае температура просто напросто является параметром, сидящим в экспоненте. Термодинамически ее можно определить как производную внутренней энергии по энтропии. Но имеет эта производная смысл ТОЛЬКО в случае равновесия (т.е. максвелловского распределения). И внутренняя энергия тут не при чем. Может быть система с ненулевой внутренней энергией, но с нулевой энтропией, соответственно с нулевой температурой (закон Нернста).
2. Планковская температура - это НЕ максимум температуры (энергии). Вообще планковские величины в теории возникли, как самые натуральные нормировочные множители, на которые удобно нормировать (обезразмеривать) величины (как это любят теоретики). Поэтому эти величины не несут такого глубинного смысла. Они на то и характерны. Т.е. понятно, что теория на таких энергиях работать не должна, но это не значит, что такие энергии невозможны.
Теоретически абсолютного максимума температуры, действительно, не существует. Система, может разогреваться теоретически (в состоянии равновесия) до каких угодно температур. Другое дело, какие процессы будут происходить при больших температурах, и будем ли мы в состоянии их описать. При больших температурах начнут разлагаться, сначала, молекулы на атомы, потом атомы на ядра и электроны, потом ядра начнут распадаться на нуклоны, потом нуклоны на кварк глюонную плазму... и... А вот что дальше - непонятно. Кварки - элементарные частицы, распадаться им уже не на что. Что будет происходить про бОльших температурах (скажем тех же планковских) - совершенно неясно.
Как было отмечено выше, самые высокие температуры были в момент Большого Взрыва (или начала инфляции, как больше нравится). Но проблема в том, что сказать какие именно температуры там были, а уж тем более, сказать что именно происходило при таких температурах - нельзя.
Поэтому, максимальный предел - он в данном случае связан с тем, что мы просто не знаем что происходит с материей при больших температурах, вот и все.
Я автор ответв про закон Гей-Люссака. И я НЕ отвечала на вопрос, что такое температура, потому что никто и не задавал такого вопроса. Давольно странно говорить, что мой ответ неправильный потому что, он не отвечает на какой-то ваш собственный вопрос.
А теперь все таки вернемся к вопросу автора. Я не понимаю, где же проблема с законом Гей-Люссака. Так уж сложилось, что физика - это наука экспериментальная, так что в ней важнейшую роль играют наблюдения и эмпирические законы. Эмпирический закон не тождесвеннен качественному закону. Собственно, рассматриваемый нами закон, позволяет высчитать, даже величину абсолютного нуля очень точно.
То, как вы определили температуру - через энтропию - является наоборот, определением энтропии, через температуру, так как это ничто иное, как второе начало термодинамики. Понятие температуры в физике использовалось еще до понятий об энтропии. А вот энтропия как раз определяется, как производная теплоты по температуре.
Кроме того, закон Гей-Люссака был получен ДО второго начала термодинамики, т. е. того о чем говорите вы. На сегодняшний день этот закон не опровергнут, а значит является верным. Область его применимости позволяет, как очень точно (до градуса) вычислить абсолютный ноль температур (а так он исторически и был получен), так и сделать вывод о том, что верхнего придела у температуры нет.
Считаю, что ваша критика моего ответа основана ни на чем.
Ответить
Послушайте. Даже не знаю, как об этом серьезно спорить. Во-первых Ваш ответ просто неправильный. Хорошо, пусть закон Гей-Люссака работает на температурах вплоть до 1e-3 К. А кто сказал, что он будет работать на более низких температурах? Ну допустим оно работает на температурах 1е-10000 К. А ниже? Какое вы право имеете экстраполировать эмпирический закон до нуля? А может он при совсем уж низких температурах вообще не работает (кстати, так оно и есть). Может там вообще закон меняется, или обретает ассимптоту. Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужны более фундаментальные концепции, нежели какая-то эмпирика.
Ответить
Закон Гей-Люссака просто выводится из молекулярной физики. Это статистический закон о статистических величинах, который был вообще изначально получен эмпирически.
Дело не в том, опровергнут закон или нет. Дело в фундаментальности этого закона. Ну закон Гаусса в электродинамике или закон Кулона - это тоже очень правильные (эмпирические) законы. Но мы то с вами знаем, что это СЛЕДСТВИЯ уравнений Максвелла, которые являются более фундаментальными, потому что выводятся из принципа наименьшего действия в теории поля.
Грубо говоря, если мы хотим описать мир не бесконечным числом законов Гей-Люссака, понятий температуры и тому подобных эмпирических закономерностей, то нужно редуцировать все к более фундаментальным понятиям, таким как уравнение Больцмана, выводящуюся из него H-теорему и, следовательно, понятие (статистической) температуры.
Во-вторых, да, вы не отвечали на вопрос "что такое температура", и очень зря. Очевидно, что автор вопроса не совсем понимает, что все-таки такое температура. Вопрос на 90% отпадает, когда человек понимает суть самой температуры.
Совершенно неважно как исторически открывались законы. Что было сначала и т.д. Какая разница? Важно то, что мы имеем на сегодняшний момент. Все-таки теория - это универсальное знание об устройстве мира. Если вы опускаете самые важные пункты теории и рассказываете о каких-то придаточных законах, которые может вывести из фундаментальных начал любой школьник, то никакого глубинного понимания предмета вы не дадите.
Ответить
Ещё 4 комментария
Вот вы самое важное и написали в в самом последнем абзаце. Любой школьник может это вывести из школьного курса. Это по-вашему плохо? В этом же и вся соль. К чему усложнять, если этого не требуется. Да, о квантовой физике на таком уровне уже не поговоришь, а о температур - можно и нужно (по крайней мере начать). Вас не спрашивают о точных цифрах, а спрашивают, о факте наличия пределов. Мне кажется, что это очень интересно, что такие сложные вещи могут быть получены из основных законов, на которых потом и строилась остальная термодинамика (уравнение состояния тоже получается из газовых законов).
Про экстраполяцию, вы меня как будто невнимательно читаете. Я же написала, что из этого закона получается значение для абсолютного нуля (а не скольких-то там К) с точностью до градуса. Ясно, что это оценка, так как при нуле газ уже не газ, но тем не менее,оценка получается на удивление точной.
То о чем вы со мной спорите, вообще странно. Я понимаю важность фундаментальных законов и теорий объединения. Но не вижу смысла использовать их для объяснения физики не физикам, когда можно предоставить более легкое и, я подчеркиваю, верное объяснение. Это вообще странная позиция. Наверно задачи по гравитации из школьного учебника, вы все таки будете решать из всемирного закона тяготения, а не ОТО. А все потому, что ньютоновская гравитация является частным случаем эйнштейновской, и в определенных пределах можно и нужно использовать первую. Та же история с газовыми законами. Закон Гей-Люссака является частным случаем уравнения состояния.
Ну а следовало ли мне начинать с определения температуры или нет, это, наверно, все же мое дело. И я отвечала так, как считала нужными (как и вы в своем ответе). И то, что моя (именно) логика ответа вас не удовлетворяет, отнюдь не делает его неверным.Вот, за что вы "опустили" отвечающего:
"Планковская температура. Скажем так, это не то что предел, просто современная физика не имеет возможности представить/описать температуры выше этой."
А потом просто повторяете его слова:
"Поэтому, максимальный предел - он в данном случае связан с тем, что мы просто не знаем что происходит с материей при больших температурах, вот и все."
Кроме того: "Температура определяется строго для одного типа состояния - состояния равновесия" - это не правда, иначе все тела бы имели одну температуру. Но это скорее опечатка, чем ошибка, как я понимаю.
Далее, полностью согласен с определением температуры (а как тут не согласиться? все же верно). Но, боюсь, его тяжело будет понять человеку, который спрашивает про максимальный предел температуры. Т.к. он вряд ли знает, что такое распределение Максвелла.
Я бы сказал проще: Температура - это характеристика системы взаимосвязанных элементов, например, газа, или твердого тела. Куча молекул воды, летящих в одном направлении с одной скоростью и без отклонений никак не взаимодействуют друг с другом и являются не более, чем отдельными молекулами, отдельная молекула не имеет температуры. Для тел самое простое определение температуры такое: температура - это величина, пропорциональная средней кинетической энергии частицы тела (системы), без учета движения самого тела. Т.е. как будто тело является центром системы отсчета.
Температуре вообще не просто дать реальное определение, так как она является чисто эмпирической и изначально возникла из нашего ощущения тепла и холода. В отличие от того же времени или расстояния.
Ну и да, температура является параметром в распределении Максвелла. Можно сказать, что температура, это величина, пропорциональная дисперсии скоростей молекул в системе.
Ответить
Прокомментировать
Скорее всего, практически каждый когда-то задумывался о том, что собой представляет температура, и какой она бывает. Все мы знаем, что она может быть ниже ноля, то есть своей низшей предельной точки. Но при этом возникает вопрос, ведь раз есть самый низкий показатель, значит должен быть и самый высокий? Каков он? Чему он равен? Наверняка многие бы хотели получить ответ на этот вопрос.
Если провести ряд некоторых физических экспериментов, можно заметить что, чем выше температура воды, тем быстрее в ней двигаются молекулы. Но до какого момента можно проводить данный эксперимент? Какую скорость способны набрать движущиеся молекулы? Ведь должен же быть какой-то предел. Может ли что-то помешать нагревать их после какого-то определенного момента, препятствующего продолжению их движения?
Если довести температуру до тысячи градусов, то передаваемое молекулам тепло начнет разбивать связи, которые соединяют молекулы. И в конечном результате мы будем наблюдать отсутствие нейтральных атомов.
При температуре выше среднего, мы увидим то, как, согласно простейшим физическим законам, начинают совершать скачки электроны, и ионы с положительным зарядом. Чтобы посмотреть, что будет происходить дальше, следует продолжить повышать градус. Достигнув температуры свыше семи миллиардов градусов, частицы начинают самопроизвольно сталкиваться, таким образом, образуя определенные пары. Ну а если довести температуру примерно до двадцати миллиардов градусов, происходит следующее явление: ядра начинают неожиданно делиться, и образуются патроны и нейтроны.
При числе градусов, равном нескольким триллионам, частицы и их связи уже не выдерживают действующей на них энергии. Протоны и нейтроны прекращают свое существование, образуя новые частицы.
Казалось бы - вот она предельная температура. Что может быть выше?
Но, оказывается это еще не все, и реакцию можно наблюдать и при более высоких градусах. Сейчас мы подробнее рассмотрим все возможные варианты.
Если добиться 1-3 квадриллионов градусов, то большое разнообразие известных вам частиц начнет воспроизводиться в очень больших количествах. В этом случае можно наблюдать много интересных реакций. Если вам все-таки удастся нагреть систему до такой степени, вы увидите, что ваши частицы попросту потеряли какую-либо массу. Теперь их скорость достигает скорости света. И в данный момент ваша материя будет являться всего лишь радиацией.
Но на этом выявление предельной температуры не заканчивается. Да, вы можете и дальше продолжать нагревать систему, однако скорость движения частиц в ней уже не станет больше. Мы будем лишь наблюдать в ней переизбыток энергии. Они станут подобны радио и микроволнам, которые также движутся со скоростью света.
Прогресс и развитие не стоят на месте, и возможно даже в настоящий момент прочтения данной статьи образуются все новые, неизвестные нам доселе частицы, законы и т.д. Казалось бы, можно просто, как и раньше, нагревать их до максимальных температур и таким образом их выявлять, но, к сожалению, по некоторым причинам этого сделать невозможно. Ниже мы поговорим об этих причинах подробнее.
В нашей галактике (наблюдаемой нами) не существует нескончаемого количества энергии. Есть лишь ее конечное число. Даже если соединить все существующие материи, антиматерии, частицы, радиацию, темную материю, и саму вселенскую энергию, мы никогда не получим безмерное количество энергии. Существует невероятное количество материи, еще большее количество нейтронов и антинейтронов, немногим больше фотонов, и само собой вся вселенская энергия, распространенная более чем на сорок шесть миллиардов световых лет.
Так вот если собрать это все воедино, вы получите просто неисчислимое количество энергии, но опять же, даже это не будет являться пределом. Выходит, что верхний предел нам предстоит еще выяснить, но перед этим столкнуться с еще одной задачей.
А сейчас, один из самых интересных моментов. Если собрать чересчур большое количество энергии в какой-то ограниченной зоне, у вас получиться черная дыра. В привычном представлении большинства людей черная дыра это огромная, плотная, черная масса, способная поглотить абсолютно все, начиная от какого либо предмета и заканчивая, даже планетой.
Однако, не стоит предавать им такое масштабное значение. Черной дырой может стать любая квантовая частица, если ей придать необходимое количество энергии. Причем, не важно, имеет ли она определенную массу и движется ли со скоростью света. Итог все равно будет один - состояние черной дыры ей не миновать. Даже если взять какую-то определенную по масштабу зону, и на нее будет действовать необходимое количество энергии - частицы теперь не будут реагировать и взаимодействовать как обычно. У вас моментально начнут появляться черные дыры, и распадаться на низкоэнергетические состояния. Если провести все необходимые вычисления, то можно, все-таки определить наивысший предел температуры. Не приводя в пример длинные вычисления, скажем сразу ответ на столь интересующий нас вопрос. Итак, верхним для Вселенной пределом температуры является 10^32 кельвина.
Правда, сейчас мы можем наблюдать один нюанс - данная температура является несколько ниже тех, о которых мы говорили ранее. Причиной этого является сдерживающий фактор в виде черных дыр.
Если привести систему к определенной высокой температуре, вы получите потенциал, равный тому, за счет которого наша Вселенная была приведена к расширению в космическом понятии. Тут можно вспомнить о таком понятии, как Большой Взрыв. К нему привело завершение процесса, при котором Вселенная расширялась, а пространство раскладывалось в геометрической прогрессии.
Если кому-либо когда-либо удалось бы достичь такой температуры, ему следовало бы, так сказать, «перезапустить» Вселенную, что вызвало бы процесс инфляции, после чего следовал бы Большой Взрыв, и так далее, описываемый ранее процесс. Но следует учесть одну деталь. Добравшись до такой температуры и вызвав нужный эффект, человек ну никак не может выжить в данных условиях. Так как температура будет слишком высока для человеческой жизни. Разумеется, пока это возможно только в теории, и пробовать воспроизвести данный процесс в реальности никто не собирается.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что каждый может пробовать набирать высокие температуры. И вы действительно сможете их достигнуть, причем температура будет все выше и выше. Это будет продолжаться до тех пор, пока все, над чем вы работали попросту не уничтожиться. Но не стоит волноваться и переживать за конечный результат. Сколько бы вы не старались, все равно полученная вами температура будет гораздо ниже той, что способна привести Вселенную к апгрейду. Так что, смело можете экспериментировать, не боясь вызвать апокалипсис.
