naravo

Absolutna ničelna temperatura - točka prenehanja gibanja molekul

Absolutna ničelna temperatura - točka prenehanja gibanja molekul
Absolutna ničelna temperatura - točka prenehanja gibanja molekul
Anonim

Izraz "temperatura" se je pojavil v času, ko so fiziki menili, da so topla telesa sestavljena iz bolj posebne snovi - kalorične - od istih teles, vendar hladna. In temperaturo so razlagali kot vrednost, ki ustreza količini kalorične vrednosti v telesu. Od takrat se temperatura vseh teles meri v stopinjah. A v resnici gre za merilo kinetične energije gibajočih se molekul in na podlagi tega bi jo bilo treba izmeriti v Joulesu v skladu s sistemom enot C.

Image

Koncept "absolutne ničelne temperature" izvira iz drugega zakona termodinamike. Po njem je postopek prenosa toplote iz hladnega telesa v vroče nemogoč. Ta koncept je uvedel angleški fizik W. Thomson. Angleška kraljica je za dosežke v fiziki prejela plemiški naziv "Lord" in naziv "Baron Kelvin". Leta 1848 je W. Thomson (Kelvin) predlagal uporabo temperaturne lestvice, v kateri je bila za izhodišče vzeta absolutna ničla temperature, ki ustreza ekstremnemu mrazu, stopnja celzija pa je bila upoštevana kot cena delitve. Enota Kelvina je 1/27316 delež temperature trojne točke vode (približno 0 ° C), tj. temperatura, pri kateri je čista voda takoj v treh oblikah: led, tekoča voda in para. Absolutna ničelna temperatura je najnižja možna nizka temperatura, pri kateri se gibanje molekul ustavi in ​​iz snovi ni več mogoče črpati toplotne energije. Od takrat se je absolutna temperaturna lestvica začela imenovati njegovo ime.

Temperatura se meri na različnih lestvicah.

Image

Najbolj uporabljena temperaturna lestvica se imenuje „Celzijeva lestvica“. Zgrajena je na dveh točkah: pri temperaturi faznega prehoda vode iz tekoče v paro in vode v led. A. Celzij je leta 1742 predlagal, da se razdalja med referenčnimi točkami razdeli na 100 vrzeli in da se vrelišče vode vzame kot nič, medtem ko je ledišče znašalo 100 stopinj. Toda Šveđanin K. Linnaeus je predlagal, da bi storili nasprotno. Od takrat voda zamrzne pri nič stopinj A. Celzija. Čeprav bi ravno v Celziju moral vreti. Absolutna nič Celzija ustreza minus 273, 16 stopinj Celzija.

Obstaja več temperaturnih lestvic: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Römer. Imajo različne referenčne točke in ceno delitve. Na primer, lestvica Reaumur je zgrajena tudi na merilih za vrelo in zamrzovalno vodo, vendar ima 80 oddelkov. Fahrenheitova lestvica, ki se je pojavila leta 1724, se v vsakdanjem življenju uporablja le v nekaterih državah sveta, vključno z ZDA; referenčne točke: ena je temperatura mešanice vodnega ledu - amonijak, druga - človeško telo. Lestvica je razdeljena na sto oddelkov. Zero Celzija ustreza 32 stopinj Fahrenheita. Pretvarjanje stopinj v Fahrenheit lahko izvedemo po formuli: F = 1, 8 C + 32. Obratni prevod: C = (F - 32) / 1, 8, kjer: F - stopinje Fahrenheita, C - stopinj Celzija. Če ste preveč leni, da razmislite, pojdite na spletno storitev za prenos Celzija v Fahrenheit. V polje vnesite število stopinj Celzija, kliknite "Izračunaj", izberite "Fahrenheit" in kliknite "Start". Rezultat se bo pojavil takoj.

Image

Rankinova lestvica je poimenovana po angleškem (ali bolje rečeno škotskem) fiziku Williamu J. Rankinu, nekdanjemu Kelvinovemu sodobniku in enemu od ustvarjalcev tehnične termodinamike. V njegovi lestvici so tri pomembne točke: začetek je absolutna nič, ledišča vode 491, 67 stopinj Rankin, vrela voda pa 671, 67 stopinj. Število delitev med zamrzovanjem vode in njenim vreliščem v Rankinu ​​in Fahrenheitu je 180.

Večino teh lestvic uporabljajo izključno fiziki. 40% anketiranih ameriških srednješolcev danes pravi, da ne vedo, kakšna je absolutna ničelna temperatura.