Абсолюттік нөлдік температура – молекулалар қозғалысының тоқтау нүктесі

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-12 09:48

«Температура» термині физиктер жылы денелер сол денелерге қарағанда көбірек белгілі бір зат – калориядан тұрады деп ойлаған кезде пайда болды, бірақ суық. Ал температура денедегі калория мөлшеріне сәйкес келетін мән ретінде түсіндірілді. Содан бері кез келген дененің температурасы градуспен өлшенеді. Бірақ шын мәнінде бұл қозғалыстағы молекулалардың кинетикалық энергиясының өлшемі және осыған сүйене отырып, оны С бірліктер жүйесіне сәйкес Джоульмен өлшеу керек.

«Абсолюттік нөлдік температура» ұғымы термодинамиканың екінші заңынан шыққан. Оған сәйкес, жылуды суық денеден ыстық денеге беру процесі мүмкін емес. Бұл ұғымды ағылшын физигі В. Томсон енгізген. Физикадағы жетістіктері үшін Англия патшайымы оған «Лорд» асыл атағын және «Барон Кельвин» атағын берді. 1848 жылы В. Томсон (Келвин) температура шкаласын қолдануды ұсынды, онда ол қатты суыққа сәйкес келетін абсолютті нөлдік температураны бастапқы нүкте ретінде, ал бөлу бағасы ретінде Цельсий градусын алды. Кельвин бірлігі судың үштік нүктесінің температурасының 1/27316 бөлігін құрайды (шамамен 0 градус С), яғни. бірден таза судың температурасыОл үш түрде келеді: мұз, сұйық су және бу. Абсолютті нөлдік температура - молекулалардың қозғалысы тоқтатылатын ең төменгі мүмкін болатын төменгі температура және енді заттан жылу энергиясын алу мүмкін емес. Содан бері абсолютті температура шкаласы оның атымен аталды.

Температура әртүрлі шкалаларда өлшенеді

Ең жиі қолданылатын температура шкаласы Цельсий шкаласы деп аталады. Ол екі нүктеге негізделген: судың сұйықтан буға және судың мұзға фазалық ауысу температурасына. А. Цельсий 1742 жылы тірек нүктелерінің арасындағы қашықтықты 100 интервалға бөліп, судың қайнау температурасын нөлге тең қабылдауды ұсынды, ал қату температурасы 100 градус. Бірақ швед К. Линней керісінше жасауды ұсынды. Содан бері су А. Цельсий бойынша нөл градуста қатады. Ол Цельсий бойынша дәл қайнатылуы керек. Цельсий бойынша абсолютті нөл минус 273,16 градус Цельсий.

Тағы бірнеше температура шкаласы бар: Фаренгейт, Реаумур, Рэнкин, Ньютон, Ромер. Олардың әртүрлі анықтамалық нүктелері мен масштаб интервалдары бар. Мысалы, Реаумур шкаласы да суды қайнату және мұздату көрсеткіштеріне негізделген, бірақ оның 80 бөлімі бар. 1724 жылы пайда болған Фаренгейт шкаласы күнделікті өмірде әлемнің кейбір елдерінде, соның ішінде АҚШ-та ғана қолданылады; анықтамалық нүктелер: бірі су мұзы – аммиак қоспасының температурасы, екіншісі – адам денесінің температурасы. Шкаласы жүз бөлімге бөлінген. Нөл Цельсий Фаренгейттің 32 градусына сәйкес келеді. Дәрежелерді Фаренгейтке түрлендіруді мына формула арқылы жасауға болады: F \u003d 1,8 C + 32. Кері аударма: C \u003d (F -32)/1, 8, мұндағы: F - Фаренгейт градусы, С - Цельсий градусы. Егер сіз санауға тым жалқау болсаңыз, онлайн Цельсийден Фаренгейтке түрлендіру қызметіне өтіңіз. Жолаққа Цельсий градусының санын теріңіз, «Есептеу» түймесін басып, «Фаренгейт» түймесін таңдап, «Бастау» түймесін басыңыз. Нәтиже бірден пайда болады.

Рэнкин шкаласы Кельвиннің бұрынғы замандасы және техникалық термодинамика жасаушылардың бірі ағылшын (дәлірек айтсақ шотланд) физигі Уильям Дж. Рэнкиннің құрметіне аталған. Оның шкаласында үш маңызды нүкте бар: басы абсолютті нөл, судың қату температурасы 491,67 градус Ранкин және судың қайнау температурасы 671,67 градус. Рэнкин мен Фаренгейтте судың қатуы мен қайнауы арасындағы бөлу саны 180.

Бұл таразылардың көпшілігін тек физиктер пайдаланады. Ал осы күндері сауалнамаға қатысқан америкалық орта мектеп оқушыларының 40%-ы абсолютті нөлдік температура дегенді білмейтіндерін айтты.