Apsolutna nulta temperatura

Granična temperatura pri kojoj zapremina idealnog gasa postaje jednaka nuli se uzima kao temperatura apsolutne nule.

Hajde da nađemo vrednost apsolutna nula na Celzijusovoj skali.
Izjednačavanje jačine zvuka V u formuli (3.1) nula i uzimajući to u obzir

.

Stoga je apsolutna nula temperatura

t= –273 °C. 2

Ovo je krajnje, najviše niske temperature u prirodi, taj „najveći ili poslednji stepen hladnoće“, čije je postojanje predvideo Lomonosov.

Najviše temperature na Zemlji - stotine miliona stepeni - postignute su tokom eksplozija termonuklearne bombe. Čak više visoke temperature karakterističan za unutrašnje oblasti nekih zvezda.

2More tačna vrijednost apsolutna nula: –273,15 °C.

Kelvinova skala

Uveo je engleski naučnik W. Kelvin apsolutna skala temperature Nulta temperatura na Kelvinovoj skali odgovara apsolutnoj nuli, a jedinica temperature na ovoj skali jednaka je stepenu na Celzijusovoj skali, tako da apsolutna temperatura T se formulom odnosi na temperaturu na Celzijusovoj skali

T = t + 273. (3.2)

Na sl. 3.2 prikazuje apsolutnu skalu i Celzijusovu skalu za poređenje.

SI jedinica apsolutne temperature naziva se Kelvine(skraćeno kao K). Dakle, jedan stepen Celzijusove skale jednak je jednom stepenu Kelvinove skale:

Dakle, apsolutna temperatura, prema definiciji datoj formulom (3.2), je izvedena veličina koja zavisi od temperature Celzijusa i od eksperimentalno utvrđene vrijednosti a.

Čitalac: Koje fizičko značenje ima apsolutna temperatura?

Zapišimo izraz (3.1) u obliku

.

S obzirom da je temperatura na Kelvinovoj skali povezana sa temperaturom na Celzijusovoj skali relacijom T = t + 273, dobijamo

Gdje T 0 = 273 K, ili

Pošto ova relacija važi za proizvoljnu temperaturu T, tada se Gay-Lussacov zakon može formulirati na sljedeći način:

Za datu masu plina pri p = const vrijedi sljedeća relacija:

Zadatak 3.1. Na temperaturi T 1 = zapremina gasa 300 K V 1 = 5,0 l. Odredite zapreminu gasa pri istom pritisku i temperaturi T= 400 K.

STOP! Odlučite sami: A1, B6, C2.

Problem 3.2. Prilikom izobaričnog zagrevanja zapremina vazduha se povećala za 1%. Za koliko je postotaka porasla apsolutna temperatura?

= 0,01.

Odgovori: 1 %.

Prisjetimo se rezultirajuće formule

STOP! Odlučite sami: A2, A3, B1, B5.

Charlesov zakon

Francuski naučnik Čarls je eksperimentalno ustanovio da ako se gas zagreje tako da njegova zapremina ostane konstantna, pritisak gasa će se povećati. Zavisnost pritiska od temperature ima oblik:

R(t) = str 0 (1 + b t), (3.6)

Gdje R(t) – pritisak na temperaturi t°C; R 0 – pritisak na 0 °C; b je temperaturni koeficijent pritiska, koji je isti za sve gasove: 1/K.

Čitalac: Iznenađujuće, temperaturni koeficijent pritiska b je tačno jednak temperaturnom koeficijentu zapreminskog širenja a!

Uzmimo određenu masu gasa sa zapreminom V 0 na temperaturi T 0 i pritisak R 0 . Po prvi put, održavajući konstantan pritisak plina, zagrijavamo ga na temperaturu T 1 . Tada će gas imati zapreminu V 1 = V 0 (1 + a t) i pritisak R 0 .

Drugi put, održavajući volumen plina konstantnim, zagrijavamo ga na istu temperaturu T 1 . Tada će gas imati pritisak R 1 = R 0 (1 + b t) i jačinu zvuka V 0 .

Pošto je u oba slučaja temperatura gasa ista, važi Boyle-Mariotteov zakon:

str 0 V 1 = str 1 V 0 Þ R 0 V 0 (1 + a t) = R 0 (1 + b t)V 0 Þ

Þ 1 + a t = 1 + b tÞ a = b.

Stoga nije iznenađujuće da je a = b, ne!

Prepišimo Charlesov zakon u obliku

.

S obzirom na to T = t°S + 273 °S, T 0 = 273 °C, dobijamo

> Apsolutna nula

Naučite čemu je to jednako temperatura apsolutne nule i vrijednost entropije. Saznajte koja je temperatura apsolutne nule na ljestvici Celzijusa i Kelvina.

Apsolutna nula– minimalna temperatura. Ovo je tačka u kojoj entropija dostiže najniža vrijednost.

Cilj učenja

• Shvatite zašto apsolutna nula strši prirodni pokazatelj nultu tačku.

Glavne tačke

• Apsolutna nula je univerzalna, odnosno sva materija je na ovom indikatoru u osnovnom stanju.
• K ima kvantno mehaničku nultu energiju. Ali u interpretaciji kinetička energija može biti nula, ali termalni nestaje.
• Najniža temperatura u laboratorijskim uslovima dostigla je 10-12 K. Minimalna prirodna temperatura bila je 1 K (širenje gasova u maglini Bumerang).

Uslovi

• Entropija je mjera koliko je uniformna energija raspoređena u sistemu.
• Termodinamika je grana nauke koja proučava toplotu i njen odnos sa energijom i radom.

Apsolutna nula je minimalna temperatura na kojoj entropija dostiže najnižu vrijednost. Odnosno, ovo je najmanji indikator koji se može uočiti u sistemu. Ovo univerzalni koncept i izvodi nultu tačku u sistemu temperaturnih jedinica.

Grafikon zavisnosti pritiska u odnosu na temperaturu za različite gasove sa konstantnom zapreminom. Imajte na umu da svi grafikoni ekstrapoliraju na nulti pritisak na jednoj temperaturi

Sistem na apsolutnoj nuli je još uvijek obdaren kvantno mehaničkom energijom nulte tačke. Prema principu nesigurnosti, položaj čestica se ne može odrediti iz apsolutna preciznost. Ako je čestica pomjerena na apsolutnoj nuli, ona i dalje ima minimalnu rezervu energije. Ali u klasičnoj termodinamici, kinetička energija može biti nula, a toplinska energija nestaje.

Nulta tačka termodinamičke skale, kao što je Kelvin, jednaka je apsolutnoj nuli. Međunarodnim sporazumom utvrđeno je da temperatura apsolutne nule dostiže 0K na Kelvinovoj skali i -273,15°C na Celzijusovoj skali. Supstanca na minimalnim temperaturama pokazuje kvantne efekte, poput supravodljivosti i superfluidnosti. Najniža temperatura u laboratorijskim uslovima bila je 10-12 K, i in prirodno okruženje– 1K (brzo širenje gasova u bumerang maglini).

Brzo širenje gasova dovodi do minimalne posmatrane temperature

(1 ocjene, prosjek: 5,00 od 5)

Asteroid blizu Zemlje Bennu interesuje istraživače zbog svoje prirode. Činjenica je da je u stanju da otkrije prošlost Solarni sistem ili ru...

Pomračenje Sunca na Marsu! Kako satelit upravlja... Pomračenja Sunca su još uvijek zanimljiv, ali poznat događaj za Zemljane. Tokom ovih perioda, Zemljin satelit blokira svetlost zvezde. Međutim, pomračenje...

Apsolutna nula temperature

Apsolutna nulta temperatura- ovo je minimalna temperaturna granica koja može biti fizičko tijelo. Apsolutna nula služi kao ishodište apsolutne temperaturne skale, kao što je Kelvinova skala. Na Celzijusovoj skali apsolutna nula odgovara temperaturi od -273,15 °C.

Smatra se da je apsolutna nula nedostižna u praksi. Njegovo postojanje i položaj na temperaturnoj skali proizilazi iz ekstrapolacije uočenih fizičkih pojava, a takva ekstrapolacija pokazuje da bi na apsolutnoj nuli energija toplotnog kretanja molekula i atoma supstance trebala biti jednaka nuli, odnosno haotično kretanje čestica zaustavlja i formiraju uređenu strukturu, zauzimajući čistu poziciju u čvorovima kristalne rešetke. Međutim, u stvari, čak i na temperaturi apsolutnoj nuli, ostat će pravilna kretanja čestica koje čine materiju. Preostale oscilacije, kao što su nulte oscilacije, nastaju zbog kvantna svojstvačestice i fizički vakuum koji ih okružuje.

Trenutno je u fizičkim laboratorijama moguće dobiti temperature koje prelaze apsolutnu nulu za samo nekoliko milionitih delova stepena; postići ga sam, prema zakonima termodinamike, nemoguće je.

Bilješke

Književnost

• G. Burmin. Napad na apsolutnu nulu. - M.: "Dječija književnost", 1983.

vidi takođe

Wikimedia fondacija. 2010.

• Apsolutna nulta temperatura
• Apsolutna nulta temperatura

Pogledajte šta je “Apsolutna nulta temperatura” u drugim rječnicima:

Apsolutna nulta temperatura- Apsolutna nulta temperatura je minimalna temperaturna granica koju fizičko tijelo može imati. Apsolutna nula služi kao polazna tačka za apsolutnu temperaturnu skalu, kao što je Kelvinova skala. Na Celzijusovoj skali, apsolutna nula odgovara... ... Wikipediji

APSOLUTNA NULA- APSOLUTNA NULA, temperatura na kojoj sve komponente sistema imaju najmanju količinu energije dozvoljenu zakonima KVANTNE MEHANIKE; nula na Kelvinovoj temperaturnoj skali, ili 273,15°C (459,67° Farenhajta). Na ovoj temperaturi... Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

Apsolutna temperaturna skala

Apsolutna termodinamička temperatura- Haotično termičko kretanje na ravni gasnih čestica kao što su atomi i molekuli Postoje dvije definicije temperature. Jedan sa molekularne kinetičke tačke gledišta, drugi sa termodinamičke tačke gledišta. Temperatura (od latinske temperature vlastita ... ... Wikipedia

Apsolutna temperaturna skala- Haotično toplotno kretanje u ravni gasnih čestica kao što su atomi i molekuli Postoje dve definicije temperature. Jedan sa molekularne kinetičke tačke gledišta, drugi sa termodinamičke tačke gledišta. Temperatura (od latinske temperature vlastita ... ... Wikipedia

Apsolutna nulta temperatura

Apsolutna nulta temperatura(manje često - temperatura apsolutne nule) - minimalna temperaturna granica koju fizičko tijelo u Univerzumu može imati. Apsolutna nula služi kao ishodište apsolutne temperaturne skale, kao što je Kelvinova skala. 1954. godine X Generalna konferencija za utege i mjere uspostavila je termodinamičku temperaturnu skalu s jednom referentnom tačkom - trostrukom tačkom vode, čija je temperatura uzeta kao 273,16 K (tačno), što odgovara 0,01 °C, tako da na Celzijusovoj skali temperatura odgovara apsolutnoj nuli -273,15 °C.

Fenomeni uočeni blizu apsolutne nule

Na temperaturama blizu apsolutne nule, čisto kvantni efekti se mogu posmatrati na makroskopskom nivou, kao što su:

Bilješke

Književnost

• G. Burmin. Napad na apsolutnu nulu. - M.: "Dječija književnost", 1983

vidi takođe

Wikimedia fondacija. 2010.

• Goering
• Kshapanaka

Pogledajte šta je “Apsolutna nulta temperatura” u drugim rječnicima:

APSOLUTNA NULA TEMPERATURA- termodinamička referentna tačka. temp; nalazi 273,16 K ispod temperature trostruke tačke (0,01 °C) vode (273,15 °C ispod nulte temperature na Celzijusovoj skali, (vidi TEMPERATURNE SKALE). Postojanje termodinamičke temperaturne skale i A. n. T.… … Fizička enciklopedija

temperatura apsolutne nule- početak brojanja apsolutna temperatura na termodinamičkoj temperaturnoj skali. Apsolutna nula nalazi se 273,16ºC ispod temperature trostruke tačke vode, za koju se pretpostavlja da je 0,01ºC. Apsolutna nulta temperatura je u osnovi nedostižna..... enciklopedijski rječnik

temperatura apsolutne nule- absoliutusis nulis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273,16 K žemiau trigubojo vandens taško. Pagal trečiąjį termodinamikos dėsnį, absoliutusis nulis nepasiekiamas. atitikmenys: engl.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Apsolutna nulta temperatura- početno očitanje na Kelvinovoj skali, je na Celzijusovoj skali negativnu temperaturu na 273,16 stepeni... Počeci moderne prirodne nauke

APSOLUTNA NULA- temperatura, početak očitavanja temperature na termodinamičkoj temperaturnoj skali. Apsolutna nula nalazi se 273,16°C ispod temperature trostruke tačke vode (0,01°C). Apsolutna nula je u osnovi nedostižna, temperature su skoro dostignute... ... Moderna enciklopedija

APSOLUTNA NULA- temperatura je početak očitavanja temperature na termodinamičkoj temperaturnoj skali. Apsolutna nula nalazi se na 273.16.C ispod temperature trostruke tačke vode, za koju je vrijednost 0.01.C. Apsolutna nula je u osnovi nedostižna (vidi ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

APSOLUTNA NULA- temperatura, koja izražava odsustvo toplote, jednaka je 218 °C. Rječnik strane reči, uključeno u ruski jezik. Pavlenkov F., 1907. temperatura apsolutne nule (fizička) - najniža moguća temperatura(273,15°C). Veliki rječnik… … Rečnik stranih reči ruskog jezika

APSOLUTNA NULA- temperatura, početak temperature na termodinamičkoj temperaturnoj skali (vidi TERMODINAMIČKU TEMPERATURNU SKALU). Apsolutna nula nalazi se 273,16 °C ispod temperature trostruke tačke (vidi TROJNA TAČKA) vode, za koju je prihvaćeno ... ... enciklopedijski rječnik

APSOLUTNA NULA- ekstremno niska temperatura na kojoj se zaustavlja termičko kretanje molekula. Pritisak i zapremina idealnog gasa, prema Boyle-Mariotteovom zakonu, postaju jednaki nuli, a početak apsolutne temperature na Kelvinovoj skali se uzima kao ... ... Ekološki rječnik

APSOLUTNA NULA- početak brojanja apsolutne temperature. Odgovara 273,16° C. Trenutno je u fizičkim laboratorijama moguće dobiti temperaturu koja prelazi apsolutnu nulu za samo nekoliko milionitih delova stepena, i postići je, prema zakonima... ... Collier's Encyclopedia

Apsolutna nula (apsolutna nula) - početak apsolutne temperature, počevši od 273,16 K ispod trostruke tačke vode (tačka ravnoteže tri faze - leda, vode i vodene pare); Na apsolutnoj nuli, kretanje molekula prestaje i oni su u stanju "nulte" kretanja. Ili: najniža temperatura na kojoj tvar ne sadrži toplinsku energiju.

Apsolutna nula Počni očitavanje apsolutne temperature. Odgovara –273,16 °C. Trenutno je u fizičkim laboratorijama moguće dobiti temperaturu koja prelazi apsolutnu nulu za samo nekoliko milionitih delova stepena, ali prema zakonima termodinamike to je nemoguće postići. Na apsolutnoj nuli, sistem bi bio u stanju sa najnižom mogućom energijom (u tom stanju atomi i molekuli bi vršili „nula“ vibracije) i imao bi nultu entropiju (nula poremećaj). Zapremina idealnog gasa u tački apsolutne nule mora biti jednaka nuli, a za određivanje ove tačke, zapremina stvarnog gasa helijuma se meri na sekvencijalno snižavanje temperature dok se ne ukapni pri niskom pritisku (-268,9°C) i ekstrapolira do temperature na kojoj bi zapremina gasa u odsustvu ukapljivanja postala nula. Apsolutna temperatura termodinamički Skala se mjeri u kelvinima, označena simbolom K. Apsolutno termodinamički skala i Celzijusova skala su jednostavno pomaknute jedna od druge i povezane su odnosom K = °C + 273,16 °.

Priča

Riječ "temperatura" nastala je u onim danima kada su ljudi vjerovali da toplija tijela sadrže velika količina posebna tvar - kalorična, nego u manje zagrijanim. Stoga se temperatura doživljavala kao jačina mješavine tjelesne materije i kalorija. Zbog toga se mjerne jedinice za jačinu alkoholnih pića i temperaturu nazivaju isto - stepeni.

Budući da je temperatura kinetička energija molekula, jasno je da je najprirodnije mjeriti je u energetskim jedinicama (tj. u SI sistemu u džulima). Međutim, mjerenje temperature počelo je mnogo prije stvaranja molekularne kinetičke teorije, pa praktične vage mjere temperaturu u konvencionalnim jedinicama - stepenima.

Kelvinova skala

Termodinamika koristi Kelvinovu skalu, u kojoj se temperatura mjeri od apsolutne nule (stanje koje odgovara najmanjem teoretski mogućem unutrašnja energija tijelo), a jedan kelvin je jednak 1/273,16 udaljenosti od apsolutne nule do trostruke tačke vode (stanje u kojem su led, voda i vodena para u ravnoteži). Boltzmannova konstanta se koristi za pretvaranje kelvina u energetske jedinice. Koriste se i izvedene jedinice: kilokelvin, megakelvin, milikelvin itd.

Celzijus

U svakodnevnom životu koristi se Celzijeva skala u kojoj se tačka smrzavanja vode uzima kao 0, a tačka ključanja vode kao 100°. atmosferski pritisak. Pošto tačke smrzavanja i ključanja vode nisu dobro definisane, Celzijusova skala je trenutno definisana pomoću Kelvinove skale: stepen Celzijusa je jednak kelvinu, apsolutna nula se uzima kao -273,15 °C. Celzijusova skala je praktično vrlo zgodna jer je voda vrlo česta na našoj planeti i na njoj se zasniva naš život. nula Celzijusa - singularna tačka za meteorologiju, budući da smrzavanje atmosferske vode bitno sve mijenja.

Fahrenheit

U Engleskoj, a posebno u SAD-u, koristi se Farenhajtova skala. U ovoj skali, interval od same temperature je podijeljen na 100 stepeni. hladna zima u gradu u kojem je Farenhajt živio, do temperature ljudsko tijelo. Nula stepeni Celzijusa je 32 stepena Farenhajta, a stepen Farenhajta je jednak 5/9 stepeni Celzijusa.

Trenutna definicija Farenhajtove skale je sljedeća: to je temperaturna skala u kojoj je 1 stepen (1 °F) jednak 1/180 razlike između tačke ključanja vode i temperature topljenja leda pri atmosferskom pritisku, i tačka topljenja leda je +32 °F. Temperatura na Farenhajtovoj skali povezana je s temperaturom na Celzijusovoj skali (t °C) omjerom t °C = 5/9 (t °F – 32), 1 °F = 5/9 °C. Predložio G. Fahrenheit 1724. godine.

Reaumur skala

Predložio ga je 1730. R. A. Reaumur, koji je opisao alkoholni termometar koji je izumio.

Jedinica je stepen Reaumur (°R), 1 °R je jednak 1/80 temperaturnog intervala između referentnih tačaka - temperature topljenja leda (0 °R) i tačke ključanja vode (80 °R)

1 °R = 1,25 °C.

Trenutno je vaga izašla iz upotrebe, najduže je opstala u Francuskoj, u domovini autora.

Poređenje temperaturnih skala

Normalna temperatura ljudskog tela je 36,6 °C ±0,7 °C, ili 98,2 °F ±1,3 °F. Uobičajena vrijednost od 98,6 °F je precizna konverzija u Fahrenheit njemačke vrijednosti od 37 °C iz 19. stoljeća. Jer ova vrijednost nije u rasponu normalna temperatura prema modernim idejama, možemo reći da sadrži preteranu (netačnu) tačnost. Neke vrijednosti u ovoj tabeli su zaokružene.

Poređenje Farenhajtovih i Celzijusovih skala

(o F– Farenhajtova skala, oC– Celzijeva skala)

Da biste stepene Celzijusa pretvorili u Kelvine, morate koristiti formulu T=t+T 0 gdje je T temperatura u kelvinima, t je temperatura u stepenima Celzijusa, T 0 =273,15 kelvina. Veličina stepena Celzijusa jednaka je kelvinu.