Mi a fizikai jelentését az abszolút nulla hőmérséklet
Azt jelzi, az abszolút nulla hőmérséklet egyenlő -273 fok, és az a hőmérséklet, amely alatt nem lehet semmilyen körülmények között lehűtjük sem testet. Ezt bizonyítja az a brit fizikus Lord Kelvin (William Thomson).
Az ő érvelés következik, hogy a nyomás a gázt tömegértékeket egy rögzített térfogatú egyenesen arányos az abszolút hőmérséklet. Ez az új kifejezés-Charles törvény.
Összehasonlításképpen, a gáz nyomása zárt egy állandó térfogatú, nem egyenesen arányos a hőmérséklet, amivel számolni a Celsius skála, erre skála önkényesen, anélkül, hogy bármilyen kapcsolatban az gáztágulásos törvényeket.
Vibrációs energia és termikus transzlációs mozgást anyag részecskék gyorsan nullához:
- a mozgás az atomok és molekulák majdnem megáll (van kvantum hatások.)
-test mérete csökken
-fajhő is nullához.
-----------------
Minden lesz „fagyott”!
És a folyamat nem fizikailag minden megáll - az atomok nem pusztulnak el - lektronchiki libikóka a pályáját.
A hőmérséklet, amelynél az anyag részecskék minimális mennyiségű mozgás, a folyamatos csak kvantummechanikai mozgása, - a hőmérséklet abszolút nulla. A hőmérséklet az abszolút nulla fok nem lehet elérni. A hőmérséklet az abszolút nulla hőmozgást megszűnik. Ez az állítás azonban nem jelenti azt, hogy minden motor megáll, a részecskék a testben.
Az abszolút hőmérséklet arányos a átlagos kinetikus energiája transzlációs mozgásának anyag molekulák. Ez a fizikai jelentése az abszolút hőmérséklet.
a hőmérsékletet csökkentjük, hogy fokú anyag tömörített 13,15 térfogat. (A kötet a nulla fok). az abszolút nulla fokon kell az anyag tömörített úgy, hogy megszűnik létezni.
A mechanika, a fizikai test a leggyakrabban úgy értelmezik, mint egy anyagi pont. Ez egy absztrakció, a fő jellemzője, amely az a tény, hogy a tényleges mérete a test lehet figyelmen kívül hagyni egy adott célra. Más szóval, az anyagi pont - ez egy elég konkrét fizikai test, amelynek mérete, alakja és más hasonló jellemzőkkel, de ezek nagyon fontos annak érdekében, hogy megoldja a fennálló problémára. Például, ha azt szeretnénk határozni az átlagos sebesség a tárgy egy bizonyos útszakaszt, annak hosszát a probléma megoldása lehet teljesen figyelmen kívül hagyni. Egy másik típusú fizikai testek, úgy mechanika - ez teljesen szilárd. A mechanika Egy ilyen test ugyanaz, mint az anyagi pont a mechanika, de emellett rendelkezik egyéb tulajdonságait. Merev test olyan anyagokból áll, pont, de nincs közöttük levő távolság, vagy a tömeg eloszlása nem változik terhelés alatt, amely ki van téve a szervezetben. Ez azt jelenti, hogy nem deformálódik. Ahhoz, hogy meghatározza a helyzetét egy merev test, ez elég ahhoz, hogy neki kötve egy koordináta-rendszerben, általában egy derékszögű. A legtöbb esetben a tömegközéppont is a központja a koordináta-rendszer. A természet egy merev test nem létezik, de sok olyan feladatokat, mint az absztrakció nagyon hasznos, bár relativisztikus mechanika, ez nem tekinthető, mivel a mozgások sebessége összemérhető a fény sebessége, ez a modell bemutatja a belső ellentmondásokat. Ellentétben teljesen merev test egy deformálható testet, amelynek részecskéit eltolható egymáshoz képest. Vannak speciális típusú fizikai testek és egyéb ágai fizika. Például, termodinamika, bevezette a feketetest. Ez egy ideális modell a fizikai test, amely elnyeli a teljesen minden elektromágneses sugárzás esik rajta. Ugyanakkor, persze, akkor is elektromágneses sugárzást, és bármilyen színben. Egy példa egy tárgy, amely legjobban megközelíti a tulajdonságait egy fekete test - ez a napot. Ha vesszük az ügyet a közös föld, tudunk emlékezni a korom, amely elnyeli 99% -a sugárzás esik rajta, ráadásul az infravörös, felszívódását az anyag, amely kezeli az sokkal rosszabb.
Abszolút nulla (legalább - egy abszolút nulla hőmérséklet) - minimális határt. amely egy fizikai test az univerzumban. Az abszolút referencia nulla a kezdete az abszolút hőmérséklet skála, mint például a skála. A godu X 1954 Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia létrehozott termodinamikai hőmérsékleti skála egy - víz, amelynek hőmérséklete elfogadott 273,16 K (pontos), ami megfelel 0,01 ° C, úgy, hogy a skála megfelel az abszolút nulla hőmérséklet -273,15 ° C-on
Keretében való alkalmazhatóságának abszolút nulla elérhetetlen a gyakorlatban. Létezését és helyzetét a hőmérsékleti skála kell a megfigyelt fizikai jelenségek, egy ilyen extrapoláció azt mutatja, hogy az abszolút nulla a termikus mozgás a molekulák és atomok az anyag nullának kell lennie, azaz a részecske mozgás megszűnik, és azok képezik rendezett szerkezet, elfoglal egy egyértelmű helyzet csomópontok (folyadék egy kivétel). Azonban, a szempontból, és az abszolút nulla hőmérséklet létezik. amelyek miatt részecskék. környezetüket.
1703-ban, a francia fizikus (fr. Guillaume Amontons) bevezetett levegő. ahol a nulla skála vett a hőmérséklet, amelynél a levegő „elveszíti rugalmasságát.” A számított értéke az volt, -239,5 ° C-on
A kinetikus elméletét a hő Lomonoszov hő magyarázza a „forgóajtó” mozgalom. Megszűnése azt jelenti elmozdulását korlátozó mértékű hideg (a modern terminológia, az abszolút nulla).
Amint megjelent a 1779 papír „pyrométert” német tudós (it. Johann Heinrich Lambert) az említett vett Amontons érték és kapott -270 ° C-on
Közeli hőmérsékleten abszolút nulla figyelhető meg tisztán kvantummechanikai hatások, mint például:
- G. Burmin. Sturm abszolút nulla. - M. „Gyermek irodalom” 1983
Abszolút nulla hőmérsékleten. Hőmérséklet, által meghatározott általános képletű (2,6) nyilvánvalóan nem lehet negatív, mert az összes mennyiséget a bal tiszta (2,6) egyértelműen pozitív. Következésképpen, a lehető legkisebb érték a hőmérséklete T T = 0, vagy ha p nyomás. V térfogata nulla. Limit hőmérséklet, amelynél az ideális gázokra nyomás eltűnik egy meghatározott összeget vagy térfogata ideális gáz nullához állandó nyomáson, az úgynevezett abszolút nulla hőmérséklet. Ez a legalacsonyabb hőmérséklet a természetben, akkor a „legmagasabb és utolsó szakaszában a hideg”, amelynek létezését megjósolta Lomonoszov.
Abszolút hőmérsékleti skála. Angol tudós William Calvin bevezette az abszolút hőmérsékleti skála. Nulla abszolút hőmérséklet skála (is nevezik a Kelvin-skála) felel meg az abszolút nulla, és minden egység a hőmérséklet ezen a skálán az Celsius fok.
Az abszolút hőmérséklet kelvinben nevezik SI (betűvel jelöljük K).
Boltzmann állandó. Definiáljuk a k tényező a képletben (2.6) úgy, hogy az egyik egyenlő Kelvin fok.
Tudjuk, hogy az értékek Θ 0 ° C és 100 ° C (Formula 2.2 és 2.4). Jelöljük a abszolút hőmérséklet a 0 ° C-on keresztül, T 1. és 100 ° C-on keresztül egy T 2. Azután
Ez az úgynevezett Boltzmann állandó tiszteletére a nagy osztrák fizikus L. Boltzmann, egyik alapítója a molekuláris gázok kinetikus elméletét.
Boltzmann állandó hőmérsékleten Θ kötődik az energia egységeknél a T hőmérséklet Kelvinben. Ez az egyik legfontosabb állandók molekuláris-kinetikai elmélet.
Ludwig Boltzmann (1844-1906) - a nagy osztrák fizikus és egyik alapítója a molekuláris kinetikus elméletét. A Boltzmann írásaiban molekuláris kinetikus elméletét először jelent meg egy működő, koherens fizikai elmélet. Boltzmann sokat tett a fejlesztése és támogatása az elektromágneses tér Maxwell elméletét. A harcos természet, szenvedélyesen védte szükség van egy molekuláris értelmezése termikus jelenségek és átvette a terhét a harci tan, amely tagadja a molekulákat.
Kommunikációs abszolút skálán, és a Celsius skála. Ismerve a Boltzmann állandó, meg lehet találni az abszolút nulla Celsius skála. Ehhez először találni az abszolút hőmérséklet megfelelő 0 ° C-on
Egy kelvin és egy Celsius-mérkőzés. Ezért minden értéke az abszolút hőmérséklet T lesz a fenti 273 ° C hőmérsékleten hőkezeljük a megfelelő hőmérséklet t:
De a változó az abszolút hőmérséklet Δ T egyenlő a változás hőmérséklet Celsius fokban Δ t. Δ T = Δ t.
A 27. ábra az összehasonlítás az abszolút skálán, és a Celsius skála. Ez megfelel az abszolút nulla hőmérséklet t = -273 ° C-on (A pontosabb értékét az abszolút nulla: -273,15 ° C)
Bal oldalán azonos. Tehát meg kell egyeznie és jobb oldalán. Ezért a kapcsolat a átlagos kinetikus energiája transzlációs mozgása molekulák és hőmérséklet:
Az átlagos kinetikus energiája a véletlenszerű mozgás a gázmolekulák arányos az abszolút hőmérséklettel. Minél magasabb a hőmérséklet, annál gyorsabban mozgó molekulák. Így korábban indított hisz a hőmérséklet miatt az átlagos sebesség a molekulák egy erős alapot.
A kapcsolat a hőmérséklet és az átlagos kinetikus energiája transzlációs mozgás a molekulák (2.9) beállítása a hígított gázok. Azonban ez érvényes bármilyen anyag, a mozgás atomok vagy molekulák, amelyek engedelmeskedik Newton mechanika. Igaz, folyadékok és szilárd anyagok, amelyekben az atomok csak körül ingadozik az egyensúlyi pozíciók a kristályrácsban.
Amikor a hőmérséklet megközelíti abszolút nulla energiát a termikus mozgás a molekulák is közelít a nullához.
gáznyomás függés a koncentráció és a hőmérséklet. Behelyettesítve (2.9) (1,18), kapjuk expressziós mutatja a gáz nyomása függőség a koncentráció és a hőmérséklet a molekulák:
Képlet (2,10) (ez a formula is származhatnak egyenletből (2.6)), hogy ugyanazon a nyomáson és hőmérsékleten a molekulák koncentrációja gázok ugyanaz. Ezért Avogadro-törvény, természetesen akkor ismert kémia osztály VIII: azonos térfogatú gázok azonos hőmérsékleten és nyomáson, az azonos számú molekula.
1. Milyen tulajdonságokkal makroszkopikus testek mérik a hőmérsékletet? 2. Mi az előnye a hígított gázok hőmérsékletének mérésére? 3. Ahogy a kötött mennyiség, nyomás és a molekulák száma a különböző gázok termikus egyensúlyban? 4. Mi a fizikai értelmében a Boltzmann állandó? 5. Mik az előnyei az abszolút hőmérsékleti skála összehasonlítva a többi mérleg? 6. Mi az abszolút nulla fok hőmérséklet? 7. Hogyan hőmérsékletfüggő az átlagos kinetikus energiája transzlációs mozgása molekulák? 8. Ahogy a gáz nyomása mögött az a hőmérséklet és a molekulák koncentrációja? 9. Mi a fizikai jelentését az abszolút nulla fok?
A választás a fő pontjai a hőmérsékleti skála olvadáspontok és a forró vizet a jég teljesen önkényes. Az így kapott hőmérsékleti skála bizonyult kényelmetlen elméleti tanulmányok.
Alapján termodinamikai törvények, Kelvin tudott építeni az úgynevezett abszolút hőmérsékleti skála (ma nevezik a termodinamikai hőmérséklet skála, vagy a Kelvin-skála), ez nem függ a természet a termometriás test, sem a választott termometriás paramétert. Elve azonban az építési ilyen volumenű túl az iskolai tananyag. Meg fogjuk vizsgálni ezt a kérdést a más szempontok alapján.
Tól képletű (2) követi két lehetséges módja létrehozó hőmérsékleti skála: a használata nyomás megváltoztatásához egy bizonyos mennyiségű gázt állandó térfogat vagy térfogat változás állandó nyomáson. Ez a skála az úgynevezett ideális gáz hőmérsékleti skála.
Hőmérséklet egyenlet által meghatározott (2) nevezik az abszolút hőmérséklet. Abszolút hőmérséklet Τ nem lehet negatív, hiszen a baloldal (2) egyenlet egyértelműen pozitív értékek (pontosabban lehet ellentétes előjelű, lehet pozitív vagy negatív. Ez attól függ, a választás a k állandó jele. Mivel a feltételek hármas pont hőmérséklet tekintettük pozitívnak, az abszolút hőmérséklet csak pozitív). Következésképpen, a lehető legkisebb érték a hőmérséklet T = 0 az a hőmérséklet, amikor a nyomás vagy a töltési térfogat nulla.
A határérték hőmérséklet, amelynél az ideális gázokra nyomás eltűnik egy meghatározott összeget vagy térfogata ideális gáz nullához (vagyis a gáz, ahogy kellene zsugorodik, hogy „pont”) állandó nyomáson nevezzük abszolút nulla. Ez az a legalacsonyabb hőmérséklet a természetben.
Egyenlet (3), tekintettel arra, hogy \ (
\ Cal h W_K \ cal i = \ frac \). Ebből következik a fizikai értelemben vett abszolút nulla: az abszolút nulla - a hőmérséklet, amelyen a hő meg kell állnia az előre molekulák mozgása. Abszolút nulla elérhetetlen.
A Nemzetközi Mértékegység Rendszer (SI) használt termodinamikai abszolút hőmérsékleti skála. A nulla pont a skála által elfogadott abszolút nulla. A második pont a hivatkozási telt el a hőmérséklet, amelyen dinamikus egyensúlyban vannak, a víz, jég és telített gőz, az úgynevezett hármas pont (Celsius-hőmérséklet a hármas pont megegyezik az 0,01 ° C). Minden egység az abszolút hőmérséklet, az úgynevezett Kelvin (jele 1 K) egyenlő Celsius fok.
Merítik a lombikot gáz hőmérőt olvadó jég, majd a forrásban lévő vízben normál légköri nyomáson, és megállapította, hogy a gáznyomás a második esetben a 1,3661-szer nagyobb, mint az első. Ezt szem előtt tartva, és a következő képlet segítségével (2), lehetőség van arra, hogy meghatározzuk, hogy a jég olvadási hőmérséklete T0 = 273,15 K.
Sőt, tudjuk írni egyenlet (2) a hőmérséklet-T0 a jégolvasztó és a főzési hőmérséklet (T0 + 100);
Osszuk a második egyenletben az első, ezt kapjuk: