príroda

Absolútna nulová teplota - bod, v ktorom sa molekuly pohybujú

Absolútna nulová teplota - bod, v ktorom sa molekuly pohybujú
Absolútna nulová teplota - bod, v ktorom sa molekuly pohybujú
Anonim

Termín „teplota“ sa objavil v čase, keď si fyzici mysleli, že teplé telá pozostávajú zo špecifickejšej látky - kalorickej - ako tej istej, ale studenej. Teplota sa interpretovala ako hodnota zodpovedajúca výhrevnosti v tele. Odvtedy sa teplota akýchkoľvek telies meria v stupňoch. Ale v skutočnosti je to miera kinetickej energie pohybujúcich sa molekúl a na základe toho by sa mala merať v Jouloch v súlade so Systémom jednotiek C.

Image

Koncept „absolútnej nulovej teploty“ vychádza z druhého zákona o termodynamike. Podľa toho je proces prenosu tepla z chladného telesa do horúceho tela nemožný. Túto koncepciu predstavil anglický fyzik W. Thomson. Kráľovná Anglicka mu za fyzikálne úspechy udelila ušľachtilý titul „Pán“ a „Barón Kelvin“. V roku 1848 W. Thomson (Kelvin) navrhol použitie teplotnej stupnice, v ktorej sa za východiskový bod považovala absolútna nula teploty zodpovedajúcej extrémnemu chladu a ako stupeň rozdelenia sa použil stupeň Celzia. Kelvinova jednotka predstavuje 1/27316 zlomok teploty trojitého bodu vody (približne 0 ° C), t.j. teplota, pri ktorej je čistá voda okamžite v troch formách: ľad, tekutá voda a para. Absolútna nulová teplota je najnižšia možná nízka teplota, pri ktorej sa pohyb molekúl zastaví, a už nie je možné extrahovať tepelnú energiu z látky. Od tej doby sa stupnica absolútnej teploty začala nazývať jeho menom.

Teplota sa meria na rôznych mierkach.

Image

Najpoužívanejšia teplotná stupnica sa nazýva „stupnica Celzia“. Je postavený na dvoch bodoch: pri teplote fázového prechodu vody z kvapaliny na paru a vody na ľad. A. Celzia v roku 1742 navrhol rozdeliť vzdialenosť medzi referenčnými bodmi do 100 medzier a vziať bod varu vody na nulu, zatiaľ čo bod mrazu bol 100 stupňov. Švéd K. Linnaeus však navrhol opak. Od tej doby voda zamrzne pri 0 ° C. Aj keď presne v stupňoch Celzia by sa mala variť. Absolútna nula Celzia zodpovedá mínus 273, 16 stupňov Celzia.

Existuje niekoľko stupníc teploty: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Römer. Majú rôzne referenčné body a cenu za rozdelenie. Napríklad stupnica Reaumur je tiež postavená na referenčných hodnotách pre vriacu a mrznúcu vodu, má však 80 divízií. Fahrenheitova stupnica, ktorá sa objavila v roku 1724, sa používa v každodennom živote iba v niektorých krajinách sveta vrátane USA; referenčné body: jedna je teplota zmesi vodného ľadu - amoniaku a druhá - ľudského tela. Stupnica je rozdelená do sto divízií. Nulová Celzia zodpovedá 32 stupňom Fahrenheita. Prepočet stupňov na Fahrenheita možno vykonať podľa vzorca: F = 1, 8 C + 32. Reverzný preklad: C = (F - 32) / 1, 8, kde: F - stupne Fahrenheita, C - stupne Celzia. Ak ste príliš leniví na zváženie, prejdite na online službu pre prevod Celzia do Fahrenheita. Do poľa zadajte počet stupňov Celzia, kliknite na „Vypočítať“, vyberte „Fahrenheita“ a kliknite na „Štart“. Výsledok sa objaví okamžite.

Image

Rankinova stupnica je pomenovaná podľa anglického (presnejšie škótskeho) fyzika Williama J. Rankina, bývalého Kelvina a jedného z tvorcov technickej termodynamiky. Jeho stupnica má tri dôležité body: začiatok je absolútne nula, body tuhnutia vody sú 491, 67 stupňa Rankin a teplota vriacej vody je 671, 67 stupňa. Počet rozdielov medzi zamrznutím vody a jej varom v Rankinovej a Fahrenheitovej banke je 180.

Väčšina z týchto stupníc používajú výlučne fyzici. A 40% amerických študentov stredných škôl, ktorí sa dnes zúčastnili prieskumu, tvrdí, že nevie, aká je absolútna nulová teplota.