természet

Abszolút nulla hőmérséklet - a molekulák mozgásának végpontja

Abszolút nulla hőmérséklet - a molekulák mozgásának végpontja
Abszolút nulla hőmérséklet - a molekulák mozgásának végpontja

Videó: Egyensúly. Telített oldat, az oldódás és kristályosodás, ill. a halmazállapot-változások értelmezése 2024, Július

Videó: Egyensúly. Telített oldat, az oldódás és kristályosodás, ill. a halmazállapot-változások értelmezése 2024, Július
Anonim

A „hőmérséklet” kifejezés akkor jelent meg, amikor a fizikusok úgy gondolták, hogy a meleg testek sokkal specifikusabb anyagból - fűtőértékből - állnak, mint ugyanaz a test, de hideg. A hőmérsékletet úgy értékelték, hogy az megfeleljen a test fűtőértékének. Azóta a testek hőmérsékletét fokokban mérik. De a valóságban ez a mozgó molekulák kinetikus energiájának mértéke, és ennek alapján Joules-ben kell mérni, a C egységrendszerével összhangban.

Image

Az "abszolút nulla hőmérséklet" fogalma a termodinamika második törvényéből származik. Szerint lehetetlen a hideg testből a melegbe történő hőátadás folyamata. Ezt a koncepciót W. Thomson angol fizikus vezette be. Az angol királynő fizikai eredményeivel elnyerte a nemes „Lord” és a „Kelvin báró” címet. 1848-ban W. Thomson (Kelvin) javasolta egy olyan hőmérsékleti skála használatát, amelyben a szélsőséges hidegnek megfelelő hőmérsékleti abszolút nullát vették kiindulási pontnak, a Celsius fokát pedig a megosztás árának. A kelvin egység 1/27316 a víz hármas pontjának hőmérsékletének hányadosa (körülbelül 0 ° C), azaz hőmérséklet, amelyen a tiszta víz azonnal három formában van: jég, folyékony víz és gőz. Az abszolút nulla hőmérséklet a lehető legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen a molekulák mozgása megáll, és az anyagból hőenergia kinyerése már nem lehetséges. Azóta az abszolút hőmérsékleti skálát az ő nevének hívták.

A hőmérsékletet különböző skálán mérik.

Image

A leggyakrabban használt hőmérsékleti skálát „Celsius-skála” -nak hívják. Két pontra épül: a víz folyadékból gőzzé váló fázisátalakulásának hőmérséklete és a víz jégré válására. Celsius 1742-ben javasolta, hogy ossza meg a referenciapontok közötti távolságot 100 résekre, és vegye a víz forráspontját nullára, miközben a fagyáspont 100 fok. De a svéd K. Linnaeus az ellenkezőjét javasolta. Azóta a víz Celsius-fokon nulla fokon fagy le. Bár pontosan Celsiusban forrjon fel. Az abszolút nulla Celsius mínusz 273, 16 Celsius foknak felel meg.

Több hőmérsékleti skála létezik: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Römer. Különböző referenciapontokkal és a megosztás árával rendelkeznek. Például a Reaumur skála a víz forrásának és fagyasztásának referenciaértékeire is épül, de 80 osztású. Az 1724-ben megjelent Fahrenheit-skálát a világ minden országában, köztük az Egyesült Államokban, csak a mindennapi életben használják; referenciapontok: az egyik a vízjég - ammónia keverékének hőmérséklete, a másik az emberi test hőmérséklete. A skálát száz részre osztják. A nulla Celsius-fok 32 Fahrenheit-foknak felel meg. A fokok Fahrenheit-re konvertálása a következő képlet szerint történhet: F = 1, 8 C + 32. Fordított fordítás: C = (F - 32) / 1, 8, ahol: F - Fahrenheit fok, C - Celsius fok. Ha túl lusta vagy ahhoz, hogy fontolja meg, keresse fel az online szolgáltatást Celsius Fahrenheit-re történő átviteléhez. A mezőbe írja be a Celsius fok számát, kattintson a "Számítás", válassza a "Fahrenheit" és kattintson a "Start" gombra. Az eredmény azonnal megjelenik.

Image

A Rankin-skálát az angol (vagy inkább skót) William J. Rankin fizikus, a Kelvin volt kortársa és a műszaki termodinamika egyik alkotója alapján nevezték el. Három fontos pont van a skálán: a kezdet abszolút nulla, a víz fagypontja 491, 67 fok Rankin és a forrásban lévő víz 671, 67 fok. A víz fagyasztása és forrása között Rankinban és Fahrenheitben egyaránt megoszlik a 180.

E mérlegek nagy részét kizárólag a fizikusok használják. És az amerikai középiskolás diákok 40% -a ma megkérdezi, hogy nem tudják, mi az abszolút nulla hőmérséklet.