Absolūtā nulles temperatūra - molekulu kustības pārtraukšanas punkts

2024 Autors: Henry Conors | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-12 10:39

Jēdziens "temperatūra" parādījās laikā, kad fiziķi uzskatīja, ka silti ķermeņi sastāv no lielāka daudzuma konkrētas vielas - kaloriju - nekā tie paši ķermeņi, bet auksti. Un temperatūra tika interpretēta kā vērtība, kas atbilst kaloriju daudzumam organismā. Kopš tā laika jebkura ķermeņa temperatūra tiek mērīta grādos. Bet patiesībā tas ir kustīgu molekulu kinētiskās enerģijas mērs, un, pamatojoties uz to, tas jāmēra džoulos saskaņā ar C vienību sistēmu.

Jēdziens "absolūtā nulles temperatūra" nāk no otrā termodinamikas likuma. Saskaņā ar to siltuma pārnešana no auksta ķermeņa uz karstu nav iespējama. Šo koncepciju ieviesa angļu fiziķis V. Tomsons. Par sasniegumiem fizikā Anglijas karaliene viņam piešķīra cildeno titulu "lords" un titulu "Barons Kelvins". 1848. gadā V. Tomsons (Kelvins) ierosināja izmantot temperatūras skalu, kurā viņš par sākumpunktu ņēma absolūto nulles temperatūru, kas atbilst ārkārtējam aukstumam, un par dalījuma cenu ņēma grādus pēc Celsija. Kelvina mērvienība ir 1/27316 no ūdens trīskāršā punkta temperatūras (apmēram 0 grādi C), t.i. temperatūra, kurā tīrs ūdens nekavējotiesTas ir trīs veidos: ledus, šķidrs ūdens un tvaiks. Absolūtā nulles temperatūra ir zemākā iespējamā zemā temperatūra, pie kuras molekulu kustība apstājas, un no vielas vairs nav iespējams iegūt siltumenerģiju. Kopš tā laika absolūtā temperatūras skala ir nosaukta viņa vārdā.

Temperatūra tiek mērīta dažādās skalās

Visbiežāk izmantotā temperatūras skala tiek saukta par Celsija skalu. Tas ir balstīts uz diviem punktiem: ūdens fāzes pārejas temperatūra no šķidruma uz tvaiku un ūdens uz ledu. A. Celsijs 1742. gadā ierosināja sadalīt attālumu starp atskaites punktiem 100 intervālos, un ūdens viršanas temperatūru ņemt par nulli, bet sasalšanas temperatūra ir 100 grādi. Bet zviedrs K. Linnejs ieteica rīkoties pretēji. Kopš tā laika ūdens sasalst pie nulles grādiem pēc A. Celsija. Lai gan tam vajadzētu vārīties tieši pēc Celsija. Absolūtā nulle pēc Celsija ir mīnus 273,16 grādi pēc Celsija.

Ir vēl vairākas temperatūras skalas: Fārenheita, Reaumura, Rankīna, Ņūtona, Rēmera. Tiem ir dažādi atskaites punkti un skalas intervāli. Piemēram, Reaumura skala ir veidota arī uz ūdens vārīšanās un sasalšanas kritērijiem, taču tai ir 80 iedaļas. Fārenheita skala, kas parādījās 1724. gadā, ikdienā tiek izmantota tikai dažās pasaules valstīs, tostarp ASV; atskaites punkti: viens ir ūdens ledus - amonjaka maisījuma temperatūra un otrs ir cilvēka ķermeņa temperatūra. Mērogs ir sadalīts simts nodaļās. Nulle pēc Celsija atbilst 32 grādiem pēc Fārenheita. Gādu konvertēšanu uz Fārenheitu var veikt, izmantojot formulu: F \u003d 1,8 C + 32. Reversais tulkojums: C \u003d (F -32)/1, 8, kur: F - Fārenheita grādi, C - Celsija grādi. Ja esat pārāk slinks, lai skaitītu, dodieties uz tiešsaistes konvertēšanas pakalpojumu pēc Celsija uz Fārenheitu. Lodziņā ierakstiet grādu skaitu pēc Celsija, noklikšķiniet uz "Aprēķināt", atlasiet "Fārenheita" un noklikšķiniet uz "Sākt". Rezultāts parādīsies nekavējoties.

Renkina skala ir nosaukta angļu (precīzāk skotu) fiziķa Viljama J. Rankina, bijušā Kelvina laikabiedra un viena no tehniskās termodinamikas radītājiem, vārdā. Viņa skalā ir trīs svarīgi punkti: sākums ir absolūtā nulle, ūdens sasalšanas temperatūra ir 491,67 Rankīna grādi un ūdens viršanas temperatūra ir 671,67 grādi. Dalījumu skaits starp ūdens sasalšanu un vārīšanu gan Rankine, gan Fārenheitā ir 180.

Lielāko daļu no šiem svariem izmanto tikai fiziķi. Un 40% šajās dienās aptaujāto amerikāņu vidusskolēnu teica, ka viņi nezina, kas ir absolūtā nulles temperatūra.