Απόλυτο μηδέν θερμοκρασία - το σημείο διακοπής της κίνησης των μορίων

2024 Συγγραφέας: Henry Conors | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-12 05:52

Ο όρος «θερμοκρασία» εμφανίστηκε σε μια εποχή που οι φυσικοί πίστευαν ότι τα θερμά σώματα αποτελούνται από μεγαλύτερη ποσότητα συγκεκριμένης ουσίας - θερμιδικής - από τα ίδια σώματα, αλλά κρύα. Και η θερμοκρασία ερμηνεύτηκε ως τιμή που αντιστοιχεί στην ποσότητα θερμίδων στο σώμα. Έκτοτε, η θερμοκρασία οποιουδήποτε σώματος μετριέται σε βαθμούς. Αλλά στην πραγματικότητα είναι ένα μέτρο της κινητικής ενέργειας των κινούμενων μορίων και, βάσει αυτού, θα πρέπει να μετρηθεί σε Joules, σύμφωνα με το σύστημα μονάδων C.

Η έννοια της «απόλυτου μηδενικής θερμοκρασίας» προέρχεται από τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Σύμφωνα με αυτήν, η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας από ένα ψυχρό σώμα σε ένα ζεστό είναι αδύνατη. Αυτή η έννοια εισήχθη από τον Άγγλο φυσικό W. Thomson. Για τα επιτεύγματά του στη φυσική, η βασίλισσα της Αγγλίας του απένειμε τον ευγενή τίτλο του «Λόρδου» και τον τίτλο του «Βαρόνου Κέλβιν». Το 1848, ο W. Thomson (Kelvin) πρότεινε τη χρήση μιας κλίμακας θερμοκρασίας, στην οποία έπαιρνε ως σημείο εκκίνησης τη θερμοκρασία απόλυτου μηδέν που αντιστοιχεί στο ακραίο κρύο και έλαβε βαθμούς Κελσίου ως τιμή διαίρεσης. Η μονάδα Kelvin είναι 1/27316 της θερμοκρασίας του τριπλού σημείου του νερού (περίπου 0 βαθμοί C), δηλ. θερμοκρασία στην οποία καθαρό νερό αμέσωςΈρχεται σε τρεις μορφές: πάγο, υγρό νερό και ατμό. Η θερμοκρασία απόλυτου μηδέν είναι η χαμηλότερη δυνατή χαμηλή θερμοκρασία στην οποία σταματά η κίνηση των μορίων και δεν είναι πλέον δυνατή η εξαγωγή θερμικής ενέργειας από την ουσία. Από τότε, η κλίμακα απόλυτης θερμοκρασίας πήρε το όνομά του.

Η θερμοκρασία μετριέται σε διαφορετικές κλίμακες

Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη κλίμακα θερμοκρασίας ονομάζεται κλίμακα Κελσίου. Είναι χτισμένο σε δύο σημεία: στη θερμοκρασία της μετάβασης φάσης του νερού από υγρό σε ατμό και νερό σε πάγο. Ο Α. Κελσίου το 1742 πρότεινε να διαιρεθεί η απόσταση μεταξύ των σημείων αναφοράς σε 100 διαστήματα και να ληφθεί το σημείο βρασμού του νερού ως μηδέν, ενώ το σημείο πήξης είναι 100 μοίρες. Όμως ο Σουηδός K. Linnaeus πρότεινε να γίνει το αντίθετο. Από τότε το νερό παγώνει στους μηδέν βαθμούς Α. Κελσίου. Αν και πρέπει να βράσει ακριβώς σε Κελσίου. Το απόλυτο μηδέν σε Κελσίου είναι μείον 273,16 βαθμοί Κελσίου.

Υπάρχουν πολλές ακόμη κλίμακες θερμοκρασίας: Fahrenheit, Réaumur, Rankine, Newton, Roemer. Έχουν διαφορετικά σημεία αναφοράς και διαστήματα κλίμακας. Για παράδειγμα, η κλίμακα Reaumur βασίζεται επίσης στα κριτήρια του βρασμού και της κατάψυξης του νερού, αλλά έχει 80 τμήματα. Η κλίμακα Φαρενάιτ, η οποία εμφανίστηκε το 1724, χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή μόνο σε ορισμένες χώρες του κόσμου, συμπεριλαμβανομένων των ΗΠΑ. σημεία αναφοράς: το ένα είναι η θερμοκρασία του μείγματος πάγου νερού - αμμωνίας και το άλλο η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος. Η κλίμακα χωρίζεται σε εκατό τμήματα. Ο μηδέν Κελσίου αντιστοιχεί σε 32 βαθμούς Φαρενάιτ. Η μετατροπή των βαθμών σε Fahrenheit μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τον τύπο: F \u003d 1,8 C + 32. Αντίστροφη μετάφραση: C \u003d (F -32)/1, 8, όπου: F - βαθμοί Φαρενάιτ, C - βαθμοί Κελσίου. Εάν είστε πολύ τεμπέλης για να μετρήσετε, μεταβείτε στην ηλεκτρονική υπηρεσία μετατροπής Κελσίου σε Φαρενάιτ. Στο πλαίσιο, πληκτρολογήστε τον αριθμό των βαθμών Κελσίου, κάντε κλικ στο «Υπολογισμός», επιλέξτε «Φαρενάιτ» και κάντε κλικ στο «Έναρξη». Το αποτέλεσμα θα εμφανιστεί αμέσως.

Η κλίμακα Rankin πήρε το όνομά της από τον Άγγλο (ακριβέστερα Σκοτσέζο) φυσικό William J. Rankin, πρώην σύγχρονο του Kelvin και έναν από τους δημιουργούς της τεχνικής θερμοδυναμικής. Υπάρχουν τρία σημαντικά σημεία στην κλίμακα του: η αρχή είναι το απόλυτο μηδέν, το σημείο πήξης του νερού είναι 491,67 βαθμοί Rankine και το σημείο βρασμού του νερού είναι 671,67 μοίρες. Ο αριθμός των διαιρέσεων μεταξύ της κατάψυξης του νερού και του βρασμού του τόσο στο Rankine όσο και στο Fahrenheit είναι 180.

Οι περισσότερες από αυτές τις κλίμακες χρησιμοποιούνται αποκλειστικά από φυσικούς. Και το 40% των Αμερικανών μαθητών γυμνασίου που ερωτήθηκαν αυτές τις μέρες είπε ότι δεν γνωρίζουν τι είναι η θερμοκρασία απόλυτο μηδέν.