プロセス温度
熱力学の多くの基本的な関係式において、温度は中心的な変数として含まれています。温度は、密度、圧力、反応速度、熱流束、および物体の状態を決定します。
簡単な例として、理想気体の法則が挙げられる：
p ⋅V = n ⋅ R ⋅ T
ここで、pは圧力、Vは体積、nは物質量、Rは普遍気体定数、Tは絶対温度である。この式は、圧力、体積、温度が直接的に相互に関連していることを示している。
熱伝達プロセスにおいては、温度差が原動力となります：
Q˙ = U·A·(T1-T2)
ここで、Q˙は熱流束、Uは総熱伝達係数、Aは熱伝達面積、T1およびT2は関与するシステムの温度です。
化学的および物理的変化も、温度に強く依存します。反応速度は、多くの場合、アレニウス式で記述できます：
K = A · exp(- EA/(R · T))
ここで、kは反応速度定数、Aは指数関数前の係数、EAは活性化エネルギー、Rは気体定数、Tは絶対温度です。ここでは、わずかな温度変化でも大きな影響を及ぼす可能性があります。相転移においては、プロセス温度が極めて重要な役割を果たします。蒸発の場合、以下の式が成り立ちます：
Q˙= m˙ · Δhv
ここで、m˙は蒸発する物質の質量流量、Δhvは蒸発エンタルピーです。熱の伝達は相境界で起こり、温度に依存します。
プロセス温度の絶対値に加え、その精度と応答速度も決定的に重要です。温度測定が不正確だと、誤ったプロセス判断につながる可能性があります。測定速度が遅すぎると、制御系が不安定になったり、反応が遅れたりすることがあります。