¿Cómo definimos la temperatura?

Question

Estaba viendo este vídeo ¿Qué es la temperatura? . Afirma que cuando medimos la temperatura estamos midiendo $dU\over dS$ en equilibrio. Pero en el equilibrio, ¿cómo cambian la entropía y la energía interna? ¿Ambas no deberían ser constantes?

Por favor, ¿puede alguien aclarármelo?

Answer 1

Tu pregunta es cómo el cociente diferencial $\frac {dU}{dS}$ puede significar cualquier cosa en equilibrio cuando las cantidades $U$ y $S$ se supone que son constantes, es el equilibrio después de todo... En efecto, $dU$ o $dS$ no significan cambios a lo largo del tiempo en un sentido físico, es decir, a lo largo del tiempo durante algún proceso, sino los diferenciales de las cantidades respectivas entre estados de equilibrio vecinos . De ahí que se hable de un "proceso cuasiestático" que pasa por estados de equilibrio y que no es en absoluto un "proceso" en sentido convencional, porque no ocurre en el tiempo.

Answer 2

¿Cómo definimos la temperatura?

Hay que empezar por el ley zeroth de la termodinámica que trata de cuerpos en equilibrio térmico.
El extraño nombre se debe a que después de que se formularan la primera y la segunda ley de la termodinámica, de repente alguien se dio cuenta de que había otra ley de la termodinámica que en cierto modo era más fundamental que la uno y la dos, así que en lugar de cambiar el nombre de la uno por el de la dos y el de la dos por el de la tres, a la ley se le dio el nombre de cero.

En términos sencillos, puede interpretarse del siguiente modo.
Si dos cuerpos están unidos en contacto térmico y no fluye calor entre ellos, se dice que están en equilibrio térmico.
La ley zeroth establece que si el cuerpo $A$ está en equilibrio térmico con el cuerpo $C$ y cuerpo $B$ está en equilibrio térmico con el cuerpo $C$ entonces si los cuerpos $A$ y $B$ donde se unen en contacto térmico no fluiría calor - están en equilibrio térmico.
¿Una afirmación de lo obvio? Sí, pero ¿sólo después de conocer la ley?

A continuación, es necesario encontrar un parámetro que nos ayude a decidir si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico si están unidos por contacto térmico.
El parámetro elegido es la temperatura y el aparato utilizado para medirla se llama termómetro.

Así que volviendo a la ley zeroth el termómetro podría ser cuerpo $C$ .
Unir el termómetro al cuerpo $A$ podría obtener una lectura en el termómetro de 52 (aún no hay unidades). Si a continuación unes el termómetro al cuerpo $B$ y obtienes la misma lectura de 52 entonces sabes que si se unen $A$ y $B$ estaría en equilibrio térmico.

Para diseñar un termómetro se utiliza una propiedad termométrica de una sustancia, es decir, una propiedad que cambia con la temperatura, y luego se decide una escala de temperatura para que, cuando se tome una lectura de temperatura, esa lectura sea significativa para los demás y para ti en el futuro.

En el vídeo, cuando se afirma que "cuando medimos la temperatura estamos midiendo dU/dS en equilibrio", se está describiendo una propiedad termométrica que, en la actualidad, se considera la mejor para un determinado intervalo de temperaturas.
El problema es que, aunque la escala kelvin de temperatura es la preferida en la actualidad, su aplicación práctica a muchos órdenes de magnitud de temperatura es muy difícil. Ninguna propiedad termométrica puede utilizarse para medir todas las temperaturas y los problemas se multiplican para temperaturas muy bajas y muy altas en relación con la temperatura de la habitación en la que estamos sentados.

Answer 3

Permite no complicarla con el uso de términos termodinámicos. Temperatura es una medida de la energía interna de una sustancia y la energía interna está relacionada con el cambio es el calor que se convierte se relacionan con el cambio de entropía.