--> Àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà. Ôèçèêà 10 êë.
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ìîëåêóëÿðíàÿ ôèçèêà. Òåðìîäèíàìèêà. Ôèçèêà 10 êë. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 3. Òåìïåðàòóðà. Ãàçîâûå çàêîíû

 


§ 3.7. Àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà

Íå âñå â ìèðå îòíîñèòåëüíî. Òàê, ñóùåñòâóåò àáñîëþòíûé íóëü òåìïåðàòóðû. Åñòü è àáñîëþòíàÿ øêàëà òåìïåðàòóð. Ñåé÷àñ âû óçíàåòå îá ýòîì.

Ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû îáúåì ãàçà íåîãðàíè÷åííî âîçðàñòàåò. Íå ñóùåñòâóåò íèêàêîãî ïðåäåëà äëÿ ðîñòà òåìïåðàòóðû*. Íàïðîòèâ, íèçêèå òåìïåðàòóðû èìåþò ïðåäåë.

    * Íàèáîëüøèå òåìïåðàòóðû íà Çåìëå — ñîòíè ìèëëèîíîâ ãðàäóñîâ — ïîëó÷åíû ïðè âçðûâàõ òåðìîÿäåðíûõ áîìá. Åùå áîëåå âûñîêèå òåìïåðàòóðû õàðàêòåðíû äëÿ âíóòðåííèõ îáëàñòåé íåêîòîðûõ çâåçä.

Ñîãëàñíî çàêîíó Ãåé-Ëþññàêà (3.6.4), ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû îáúåì ñòðåìèòñÿ ê íóëþ. Òàê êàê îáúåì íå ìîæåò áûòü îòðèöàòåëüíûì, òî òåìïåðàòóðà íå ìîæåò áûòü ìåíüøå îïðåäåëåííîãî çíà÷åíèÿ (îòðèöàòåëüíîãî ïî øêàëå Öåëüñèÿ).

Àáñîëþòíûé íóëü òåìïåðàòóðû

Ïðåäåëüíóþ òåìïåðàòóðó, ïðè êîòîðîé îáúåì èäåàëüíîãî ãàçà ñòàíîâèòñÿ ðàâíûì íóëþ, ïðèíèìàþò çà àáñîëþòíûé íóëü òåìïåðàòóðû. Îäíàêî îáúåì ðåàëüíûõ ãàçîâ ïðè àáñîëþòíîì íóëå òåìïåðàòóðû îáðàùàòüñÿ â íóëü íå ìîæåò. Èìååò ëè ñìûñë òîãäà ýòî ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû?

Ïðåäåëüíàÿ òåìïåðàòóðà, ñóùåñòâîâàíèå êîòîðîé âûòåêàåò èç çàêîíà Ãåé-Ëþññàêà, èìååò ñìûñë, òàê êàê ïðàêòè÷åñêè ìîæíî ïðèáëèçèòü ñâîéñòâà ðåàëüíîãî ãàçà ê ñâîéñòâàì èäåàëüíîãî. Äëÿ ýòîãî íàäî áðàòü âñå áîëåå ðàçðåæåííûé ãàç, òàê ÷òîáû åãî ïëîòíîñòü ñòðåìèëàñü ê íóëþ. Ó òàêîãî ãàçà äåéñòâèòåëüíî îáúåì ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû áóäåò ñòðåìèòüñÿ ê ïðåäåëüíîìó, áëèçêîìó ê íóëþ.

Íàéäåì çíà÷åíèå àáñîëþòíîãî íóëÿ ïî øêàëå Öåëüñèÿ. Ïðèðàâíèâàÿ îáúåì V â ôîðìóëå (3.6.4) íóëþ è ó÷èòûâàÿ, ÷òî

ïîëó÷èì

Àáñîëþòíûé íóëü

Îòñþäà àáñîëþòíûé íóëü òåìïåðàòóðû ðàâåí

t = -273 °Ñ**.

    ** Áîëåå òî÷íîå çíà÷åíèå àáñîëþòíîãî íóëÿ: -273,15 °Ñ.

Øêàëà Êåëüâèíà

Àíãëèéñêèé ó÷åíûé Ó. Êåëüâèí ââåë àáñîëþòíóþ øêàëó òåìïåðàòóð. Íóëåâàÿ òåìïåðàòóðà ïî øêàëå Êåëüâèíà ñîîòâåòñòâóåò àáñîëþòíîìó íóëþ, è åäèíèöà òåìïåðàòóðû ïî ýòîé øêàëå ðàâíà ãðàäóñó ïî øêàëå Öåëüñèÿ, ïîýòîìó àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà Ò ñâÿçàíà ñ òåìïåðàòóðîé ïî øêàëå Öåëüñèÿ ôîðìóëîé

Ò = t + 273.                       (3.7.6)

àáñîëþòíàÿ øêàëà è øêàëà Öåëüñèÿ.

Íà ðèñóíêå 3.11 äëÿ ñðàâíåíèÿ èçîáðàæåíû àáñîëþòíàÿ øêàëà è øêàëà Öåëüñèÿ.

Åäèíèöà àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðû â ÑÈ íàçûâàåòñÿ êåëüâèíîì (ñîêðàùåííî Ê). Ñëåäîâàòåëüíî, îäèí ãðàäóñ ïî øêàëå Öåëüñèÿ ðàâåí îäíîìó ãðàäóñó ïî øêàëå Êåëüâèíà: 1 °Ñ = 1 Ê.

Òàêèì îáðàçîì, àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà ïî îïðåäåëåíèþ, äàâàåìîìó ôîðìóëîé (3.7.6), ÿâëÿåòñÿ ïðîèçâîäíîé âåëè÷èíîé, çàâèñÿùåé îò òåìïåðàòóðû Öåëüñèÿ è îò ýêñïåðèìåíòàëüíî îïðåäåëÿåìîãî çíà÷åíèÿ α. Îäíàêî îíà èìååò ôóíäàìåíòàëüíîå çíà÷åíèå.

Ñ òî÷êè çðåíèÿ ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêîé òåîðèè àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà ñâÿçàíà ñî ñðåäíåé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèåé õàîòè÷åñêîãî äâèæåíèÿ àòîìîâ èëè ìîëåêóë. Ïðè Ò = 0 Ê òåïëîâîå äâèæåíèå ìîëåêóë ïðåêðàùàåòñÿ. Ïîäðîáíåå îá ýòîì ïîéäåò ðå÷ü â ãëàâå 4.

Êåëüâèí Óèëüÿì

Çàâèñèìîñòü îáúåìà îò àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðû

Ïðèìåíÿÿ øêàëó Êåëüâèíà, çàêîí Ãåé-Ëþññàêà (3.6.4) ìîæíî çàïèñàòü â áîëåå ïðîñòîé ôîðìå. Òàê êàê

çàêîí Ãåé-Ëþññàêà

Îáúåì ãàçà äàííîé ìàññû ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëåí àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðå.

Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî îòíîøåíèå îáúåìîâ ãàçà îäíîé è òîé æå ìàññû â ðàçëè÷íûõ ñîñòîÿíèÿõ ïðè îäíîì è òîì æå äàâëåíèè ðàâíî îòíîøåíèþ àáñîëþòíûõ òåìïåðàòóð:

îòíîøåíèå îáúåìîâ ãàçà

Ñóùåñòâóåò ìèíèìàëüíî âîçìîæíàÿ òåìïåðàòóðà, ïðè êîòîðîé îáúåì (è äàâëåíèå) èäåàëüíîãî ãàçà îáðàùàþòñÿ â íóëü. Ýòî àáñîëþòíûé íóëü òåìïåðàòóðû. -273 °Ñ. Óäîáíî îòñ÷èòûâàòü òåìïåðàòóðó îò àáñîëþòíîãî íóëÿ. Òàê ñòðîèòñÿ àáñîëþòíàÿ øêàëà òåìïåðàòóð.

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->