luonto

Absoluuttinen nollalämpötila - kohta, jossa molekyylien liike päättyy

Absoluuttinen nollalämpötila - kohta, jossa molekyylien liike päättyy
Absoluuttinen nollalämpötila - kohta, jossa molekyylien liike päättyy
Anonim

Termi "lämpötila" ilmestyi aikaan, jolloin fyysikot uskoivat, että lämpimät ruumiit koostuvat spesifisemmästä aineesta - lämpöarvosta - kuin samat ruumiit, mutta kylmät. Ja lämpötila tulkitaan arvoon, joka vastaa kehon lämpöarvon määrää. Siitä lähtien minkä tahansa kappaleen lämpötila on mitattu asteina. Mutta todellisuudessa se on liikkuvien molekyylien kineettisen energian mitta, ja tämän perusteella se tulisi mitata jouleina C: n yksikköjärjestelmän mukaisesti.

Image

Käsite "absoluuttinen nolla lämpötila" tulee termodynamiikan toisesta laista. Sen mukaan lämmön siirtyminen kylmästä kappaleesta kuumaan on mahdotonta. Tämän käsitteen esitteli englantilainen fyysikko W. Thomson. Englannin kuningatar sai hänelle jalonimikkeen "Lord" ja "baron Kelvin" fysiikan saavutuksista. Vuonna 1848 W. Thomson (Kelvin) ehdotti lämpötila-asteikon käyttöä, jossa lähtökohdaksi otettiin äärimmäistä kylmää vastaavan lämpötilan absoluuttinen nolla ja jaon hintaksi Celsius-aste. Kelvin-yksikkö on 1/27316 jae veden kolminkertaisen pisteen lämpötilasta (noin 0 ° C), ts. lämpötila, jossa puhdasta vettä on heti kolmessa muodossa: jää, nestemäinen vesi ja höyry. Absoluuttinen nollalämpötila on alin mahdollinen matala lämpötila, jossa molekyylien liike pysähtyy, eikä lämpöenergiaa enää ole mahdollista erottaa aineesta. Siitä lähtien absoluuttista lämpötila-asteikkoa on kutsuttu kutsumaan hänen nimensä.

Lämpötila mitataan eri asteikoilla.

Image

Käytetyintä lämpötila-asteikkoa kutsutaan Celsius-asteikkoksi. Se on rakennettu kahteen pisteeseen: veden vaihesiirtymän lämpötilassa nesteestä höyryyn ja vedestä jäähän. A. Celsius vuonna 1742 ehdotti, että vertailupisteiden välinen etäisyys jaettaisiin 100 aukkoon, ja veden kiehumispiste tulisi nollaksi, jäätymispiste oli 100 astetta. Mutta ruotsalainen K. Linnaeus ehdotti päinvastaista. Sittemmin vesi jäätyy nollaan asteeseen A. Celsius. Vaikka tarkalleen Celsiuksessa, sen pitäisi kiehua. Absoluuttinen nolla celsiusaste vastaa miinus 273, 16 celsiusastetta.

Lämpötila-asteikkoja on useita: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Römer. Niillä on erilaiset vertailupisteet ja jaon hinta. Esimerkiksi Reaumur-asteikko on rakennettu myös veden kiehumisen ja jäädyttämisen vertailuarvoihin, mutta siinä on 80 jakoa. Vuonna 1724 ilmestynyttä Fahrenheit-asteikkoa käytetään jokapäiväisessä elämässä vain joissain maailman maissa, myös Yhdysvalloissa; vertailupisteet: yksi on vesijää - ammoniakin seoksen lämpötila ja toinen - ihmiskehon lämpötila. Asteikko on jaettu sataan jakoon. Celsius nolla vastaa 32 astetta Fahrenheit. Asteiden muuntaminen Fahrenheitiksi voidaan tehdä kaavan mukaan: F = 1, 8 C + 32. Käänteinen käännös: C = (F - 32) / 1, 8, missä: F - Fahrenheit-asteet, C - Celsius-asteet. Jos olet liian laiska harkitsemaan, siirry verkkopalveluun Celsiuksen siirtämiseksi Fahrenheitille. Kirjoita ruutuun celsiusaste, napsauta "Laske", valitse "Fahrenheit" ja napsauta "Käynnistä". Tulos näkyy heti.

Image

Rankin-asteikko on nimetty englantilaisen (tai pikemminkin skotlantilaisen) fyysikon William J. Rankinin mukaan, joka on Kelvinin entinen nykyaikainen ja yksi teknisen termodynamiikan tekijöistä. Hänen asteikollaan on kolme tärkeää pistettä: alku on absoluuttinen nolla, veden jäätymispisteet ovat 491, 67 Rankin-astetta ja kiehuva vesi 671, 67 astetta. Rankin ja Fahrenheitin veden jäätymisen ja sen kiehumisen välillä on 180 jakoa.

Suurinta osaa näistä asteikoista käyttää yksinomaan fyysikot. Ja 40% tänään kyselyyn osallistuneista amerikkalaisista lukiolaisista ilmoittaa, etteivät tiedä mitä absoluuttinen nollalämpötila on.