Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)

Температу'рные во'лны, периодические изменения распределения температуры в среде, связанные с периодическими колебаниями плотности потоков теплоты, поступающих в среду (с переменностью источников теплоты). Т. в. испытывают сильное затухание при распространении, для них характерна значительная дисперсия, то есть зависимость скорости от частоты. Обычно коэффициент затухания Т. в. приближённо равен 2p/l, где l — длина волны. Для монохроматической плоской Т. в., распространяющейся вдоль теплоизолированного стержня постоянного поперечного сечения, l связана с периодом колебаний t и коэффициентом температуропроводности c соотношением: ; при этом скорость u перемещения гребней волны равна . Таким образом, чем меньше период колебаний (меньше длина волны), тем Т. в. быстрее распространяются и затухают на меньших расстояниях. Глубина проникновения плоской Т. в., определяемая как расстояние, на котором колебания температуры уменьшаются в е » 2,7 раза, равна , то есть чем меньше период, тем меньше глубина проникновения. Например, глубина проникновения в почву суточных колебаний температуры почти в 20 раз меньше глубины проникновения сезонных колебаний. В технике Т. в. учитывают при расчётах теплопроводности стен зданий, защитной внутренней облицовки печей, блоков двигателей внутреннего сгорания и т. д. В физике изучение Т. в. является одним из методов определения температуропроводности, теплоёмкости и др. тепловых характеристик материалов. Метод Т. в. особенно удобен для измерения характеристик чистых веществ при низких температурах.

  Лит.: Карлслоу Г. С., Егер Д., Теплопроводность твердых тел, пер, с англ., М., 1964.

  И. П. Крылов.

Температурные напряжения

Температу'рные напряже'ния, напряжения, возникающие в теле вследствие неравномерного распределения температуры в различных частях тела и ограничения возможности теплового расширения (или сжатия) со стороны окружающих частей тела или со стороны других тел, окружающих данное. Пример Т. н. — растягивающие напряжения в натянутом между неподвижными опорами проводе при его охлаждении. Т. н. могут оказаться причиной разрушения деталей машин, сооружений и конструкций. Для предотвращения таких разрушений используют так называемые температурные компенсаторы (зазоры между рельсами, зазоры между блоками плотины, катки на опорах моста и т. п.).

Температурные шкалы

Температу'рные шка'лы, системы сопоставимых числовых значений температуры . температура не является непосредственно измеряемой величиной; её значение определяют по температурному изменению какого-либо удобного для измерения физического свойства термометрического вещества (см. Термометрия ). Выбрав термометрическое вещество и свойство, необходимо задать начальную точку отсчёта и размер единицы температуры — градуса. Таким образом определяют эмпирические Т. ш. В Т. ш. обычно фиксируют две основные температуры, соответствующие точкам фазовых равновесий однокомпонентных систем (так называемые реперные или постоянные точки), расстояние между которыми называется основным температурным интервалом шкалы. В качестве реперных точек используют: тройную точку воды, точки кипения воды, водорода и кислорода, точки затвердевания серебра, золота и др. Размер единичного интервала (единицы температуры) устанавливают как определённую долю основного интервала. За начало отсчёта Т. ш. принимают одну из реперных точек. Так можно определить эмпирическую (условную) Т. ш. по любому термометрическому свойству х. Если принять, что связь между х и температурой t линейна, то температура t^x = n (x_t - х ) / (x_n - x ), где x_t,x и x_n — числовые значения свойства х при температуре t в начальной и конечной точках основного интервала, (x_n - x ) / n — размер градуса, п — число делений основного интервала.

  В Цельсия шкале , например, за начало отсчёта принята температура затвердевания воды (таяния льда), основной интервал между точками затвердевания и кипения воды разделён на 100 равных частей (n = 100).

  Т. ш. представляет собой, таким образом, систему последовательных значений температуры, связанных линейно со значениями измеряемой физической величины (эта величина должна быть однозначной и монотонной функцией температуры). В общем случае Т. ш. могут различаться по термометричкому свойству (им может быть тепловое расширение тел, изменение электрического сопротивления проводников с температурой и т. п.), по термометрическому веществу (газ, жидкость, твёрдое тело), а также зависеть от реперных точек. В простейшем случае Т. ш. различаются числовыми значениями, принятыми для одинаковых реперных точек. Так, в шкалах Цельсия (°С), Реомюра (°R) и Фаренгейта (°F) точкам таяния льда и кипения воды при нормальном давлении приписаны разные значения температуры. Соотношение для пересчёта температуры из одной шкалы в другую:

  n °C = 0,8n °R = (1,8n +32) °F.