Températures de procédé
De nombreuses relations fondamentales de la thermodynamique font de la température une variable centrale. Elle détermine la densité, la pression, la vitesse de réaction, le flux thermique et l'état physique.
La loi des gaz parfaits en est un exemple simple :
p ⋅V = n ⋅ R ⋅ T
Où p est la pression, V le volume, n la quantité de matière, R la constante universelle des gaz et T la température absolue. L'équation montre que la pression, le volume et la température sont directement liés.
Pour les processus de transfert de chaleur, la différence de température est la force motrice :
Q˙ = U·A·(T1-T2)
Où Q˙ est le flux thermique, U le coefficient global de transfert de chaleur, A la surface de transfert de chaleur, et T1 et T2 les températures des systèmes concernés.
Les transformations chimiques et physiques dépendent également fortement de la température. La vitesse de réaction peut souvent être décrite par l'équation d'Arrhenius :
K = A · exp(- EA/(R · T))
Où k est la constante de vitesse de réaction, A un facteur pré-exponentiel, EA l'énergie d'activation, R la constante des gaz et T la température absolue. Même de faibles variations de température peuvent avoir ici des effets importants. Lors des transitions de phase, la température du processus joue un rôle central. Dans le cas de l'évaporation, on a :
Q˙= m˙ · Δhv
Où m˙ est le débit massique de la substance en évaporation et Δhv l'enthalpie spécifique d'évaporation. Le transfert de chaleur s'effectue à la limite de phase et dépend de la température.
Outre la valeur absolue de la température du processus, sa précision et sa dynamique sont déterminantes. Une mesure imprécise de la température peut conduire à des décisions erronées concernant le processus. Une mesure trop lente peut rendre les boucles de régulation instables ou les retarder.