Temperatura absolutna zero - punkt zaprzestania ruchu cząsteczek

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-12 11:42

Termin "temperatura" pojawił się w czasie, gdy fizycy uważali, że ciała ciepłe składają się z większej ilości określonej substancji - kalorycznej - niż te same ciała, ale zimne. A temperaturę zinterpretowano jako wartość odpowiadającą ilości kalorii w organizmie. Od tego czasu temperaturę każdego ciała mierzy się w stopniach. Ale w rzeczywistości jest to miara energii kinetycznej poruszających się cząsteczek i na tej podstawie powinna być mierzona w dżulach, zgodnie z systemem jednostek C.

Pojęcie „temperatury zera absolutnego” pochodzi z drugiej zasady termodynamiki. Zgodnie z nim proces przenoszenia ciepła z ciała zimnego do gorącego jest niemożliwy. Koncepcja ta została wprowadzona przez angielskiego fizyka W. Thomsona. Za osiągnięcia w dziedzinie fizyki królowa Anglii przyznała mu tytuł szlachecki „Lord” i tytuł „Baron Kelvin”. W 1848 roku W. Thomson (Kelvin) zasugerował użycie skali temperaturowej, w której jako punkt wyjścia przyjął temperaturę zera absolutnego odpowiadającą skrajnemu zimnie, a jako cenę podziału przyjął stopnie Celsjusza. Jednostką Kelvina jest 1/27316 temperatury punktu potrójnego wody (około 0 stopni C), tj. temperatura, w której natychmiast czysta wodaWystępuje w trzech postaciach: lodu, ciekłej wody i pary. Zerowa temperatura bezwzględna to najniższa możliwa niska temperatura, przy której zatrzymuje się ruch cząsteczek i nie jest już możliwe wydobycie energii cieplnej z substancji. Od tego czasu absolutna skala temperatury została nazwana jego imieniem.

Temperatura jest mierzona w różnych skalach

Najczęściej używaną skalą temperatury jest skala Celsjusza. Opiera się ona na dwóch punktach: na temperaturze przemiany fazowej wody z cieczy w parę i wody w lód. A. Celsius w 1742 r. zaproponował podzielenie odległości między punktami odniesienia na 100 przedziałów i przyjęcie punktu wrzenia wody jako zera, podczas gdy temperatura zamarzania wynosi 100 stopni. Ale Szwed K. Linneusz zasugerował zrobienie czegoś przeciwnego. Od tego czasu woda zamarza w temperaturze zero stopni A. Celsjusza. Chociaż powinno zagotować się dokładnie w stopniach Celsjusza. Zero bezwzględne w stopniach Celsjusza to minus 273,16 stopnia Celsjusza.

Istnieje kilka innych skal temperatury: Fahrenheit, Réaumur, Rankine, Newton, Roemer. Mają różne punkty odniesienia i podziałki. Na przykład skala Reaumura jest również zbudowana na wzorcach wrzenia i zamrażania wody, ale ma 80 podziałów. Skala Fahrenheita, która pojawiła się w 1724 roku, jest używana w życiu codziennym tylko w niektórych krajach świata, w tym w USA; punkty odniesienia: jeden to temperatura mieszaniny wody z lodem - amoniak, a drugi to temperatura ludzkiego ciała. Skala podzielona jest na sto działów. Zero Celsjusza odpowiada 32 stopniom Fahrenheita. Konwersję stopni na stopnie Fahrenheita można wykonać za pomocą wzoru: F \u003d 1,8 C + 32. Tłumaczenie odwrotne: C \u003d (F -32)/1, 8, gdzie: F - stopnie Fahrenheita, C - stopnie Celsjusza. Jeśli jesteś zbyt leniwy, aby liczyć, przejdź do internetowej usługi konwersji stopni Celsjusza na Fahrenheita. W polu wpisz liczbę stopni Celsjusza, kliknij "Oblicz", wybierz "Fahrenheit" i kliknij "Start". Wynik pojawi się natychmiast.

Skala Rankina została nazwana na cześć angielskiego (a dokładniej szkockiego) fizyka Williama J. Rankina, byłego współczesnego Kelvinowi i jednego z twórców termodynamiki technicznej. Na jego skali są trzy ważne punkty: początek to zero absolutne, temperatura zamarzania wody to 491,67 stopni Rankine'a, a temperatura wrzenia wody to 671,67 stopni. Liczba podziałów między zamarzaniem wody a jej wrzeniem zarówno w stopniach Rankine, jak i Fahrenheita wynosi 180.

Większość z tych skal jest używana wyłącznie przez fizyków. A 40% ankietowanych amerykańskich uczniów szkół średnich stwierdziło, że nie wie, czym jest temperatura zera bezwzględnego.