Absoliuti nulinė temperatūra – molekulių judėjimo nutraukimo taškas

2024 Autorius: Henry Conors | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-12 10:26

Sąvoka „temperatūra“atsirado tuo metu, kai fizikai manė, kad šilti kūnai susideda iš didesnio konkrečios medžiagos – kalorijų – kiekio nei tie patys kūnai, bet š alti. O temperatūra buvo interpretuojama kaip reikšmė, atitinkanti kalorijų kiekį organizme. Nuo tada bet kurio kūno temperatūra matuojama laipsniais. Tačiau iš tikrųjų tai yra judančių molekulių kinetinės energijos matas, ir, remiantis tuo, ji turėtų būti matuojama džauliais pagal C vienetų sistemą.

Sąvoka „absoliuti nulinė temperatūra“kilusi iš antrojo termodinamikos dėsnio. Pagal ją šilumos perdavimo procesas iš š alto kūno į karštą yra neįmanomas. Šią sąvoką pristatė anglų fizikas W. Thomson. Už pasiekimus fizikos srityje Anglijos karalienė suteikė jam kilnų „lordo“ir „Barono Kelvino“titulą. 1848 m. W. Thomsonas (Kelvinas) pasiūlė naudoti temperatūros skalę, kurioje kaip atskaitos tašką paėmė absoliučią nulinę temperatūrą, atitinkančią didelį š altį, o laipsnius Celsijaus kaip padalijimo kainą. Kelvino vienetas yra 1/27316 vandens trigubo taško temperatūros (apie 0 laipsnių C), t.y. temperatūra, kurioje grynas vanduo nedelsiantJis būna trijų formų: ledas, skystas vanduo ir garai. Absoliuti nulinė temperatūra – žemiausia įmanoma žema temperatūra, kuriai esant molekulių judėjimas sustoja, o iš medžiagos išgauti šiluminės energijos nebeįmanoma. Nuo tada absoliučios temperatūros skalė buvo pavadinta jo vardu.

Temperatūra matuojama skirtingomis skalėmis

Dažniausiai naudojama temperatūros skalė vadinama Celsijaus skale. Jis pagrįstas dviem punktais: vandens fazinio perėjimo iš skysčio į garus ir vandens į ledą temperatūra. A. Celsius 1742 metais pasiūlė atstumą tarp atskaitos taškų padalyti į 100 intervalų, o vandens virimo temperatūrą laikyti nuliu, o užšalimo temperatūra – 100 laipsnių. Tačiau švedas K. Linnaeusas pasiūlė elgtis priešingai. Nuo to laiko vanduo užšąla prie nulio laipsnių A. Celsijaus. Nors turėtų virti tiksliai Celsijaus. Absoliutus nulis pagal Celsijų yra minus 273,16 laipsnio Celsijaus.

Yra dar kelios temperatūros skalės: Farenheito, Réaumur, Rankine, Newton, Roemer. Jie turi skirtingus atskaitos taškus ir skalės intervalus. Pavyzdžiui, Reaumur skalė taip pat yra sukurta pagal vandens virimo ir užšalimo etalonus, tačiau ji turi 80 padalų. 1724 metais pasirodžiusi Farenheito skalė kasdieniame gyvenime naudojama tik kai kuriose pasaulio šalyse, tarp jų ir JAV; atskaitos taškai: vienas yra vandens ledo - amoniako mišinio temperatūra, o kitas - žmogaus kūno temperatūra. Skalė suskirstyta į šimtą skyrių. Nulis Celsijaus atitinka 32 laipsnius pagal Farenheitą. Laipsnius konvertuoti į Farenheitą galima naudojant formulę: F \u003d 1,8 C + 32. Atvirkštinis vertimas: C \u003d (F -32)/1, 8, kur: F – Farenheito laipsniai, C – Celsijaus laipsniai. Jei tingite skaičiuoti, eikite į internetinę Celsijaus į Farenheitą konvertavimo paslaugą. Laukelyje įveskite laipsnių Celsijaus skaičių, spustelėkite „Apskaičiuoti“, pasirinkite „Farenheitas“ir spustelėkite „Pradėti“. Rezultatas pasirodys iš karto.

Rankino skalė pavadinta anglų (tiksliau škotų) fiziko Williamo J. Rankino, buvusio Kelvino amžininko ir vieno techninės termodinamikos kūrėjų, vardu. Jo skalėje yra trys svarbūs taškai: pradžia – absoliutus nulis, vandens užšalimo temperatūra – 491,67 Rankine laipsnio, o vandens virimo temperatūra – 671,67 laipsnio. Padalijimų tarp vandens užšalimo ir virimo Rankine ir Farenheite skaičius yra 180.

Didžiąją dalį šių svarstyklių naudoja tik fizikai. Ir 40 % šiomis dienomis apklaustų Amerikos vidurinių mokyklų studentų teigė nežinantys, kas yra absoliuti nulinė temperatūra.