Absoluutne nulltemperatuur – molekulide liikumise peatumise punkt

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-12 06:17

Mõte "temperatuur" ilmus ajal, mil füüsikud arvasid, et soojad kehad koosnevad suuremast kogusest konkreetsest ainest – kaloritest – kui samad kehad, kuid külmad. Ja temperatuuri tõlgendati kui väärtust, mis vastab keha kalorikogusele. Sellest ajast alates mõõdetakse iga keha temperatuuri kraadides. Kuid tegelikult on see liikuvate molekulide kineetilise energia mõõt ja selle põhjal tuleks seda mõõta džaulides, vastav alt C ühikute süsteemile.

Mõte "absoluutne nulltemperatuur" pärineb termodünaamika teisest seadusest. Selle järgi on soojuse ülekandmine külm alt keh alt kuumale võimatu. Selle kontseptsiooni võttis kasutusele inglise füüsik W. Thomson. Tema saavutuste eest füüsikas andis Inglismaa kuninganna talle aadlitiitli "Isand" ja tiitli "Parun Kelvin". 1848. aastal soovitas W. Thomson (Kelvin) kasutada temperatuuriskaalat, kus ta võttis lähtepunktiks äärmuslikule külmale vastava absoluutse nulltemperatuuri ja jagamise hinnaks Celsiuse kraadid. Kelvini ühik on 1/27316 vee kolmikpunkti temperatuurist (umbes 0 kraadi C), s.o. temperatuur, mille juures puhas vesi koheSeda on kolmel kujul: jää, vedel vesi ja aur. Absoluutne nulltemperatuur on madalaim võimalik madal temperatuur, mille juures molekulide liikumine peatub ja ainest ei ole enam võimalik soojusenergiat ammutada. Sellest ajast alates on absoluutne temperatuuriskaala saanud tema nime.

Temperatuuri mõõdetakse erinevatel skaaladel

Kõige sagedamini kasutatavat temperatuuriskaalat nimetatakse Celsiuse skaalaks. See põhineb kahel punktil: vee faasiülemineku temperatuuril vedelikust auruks ja veest jääks. A. Celsius tegi 1742. aastal ettepaneku jagada võrdluspunktide vaheline kaugus 100 intervalliks ja võtta vee keemistemperatuuriks null, külmumistemperatuuriks aga 100 kraadi. Kuid rootslane K. Linnaeus soovitas teha vastupidist. Sellest ajast alates külmub vesi temperatuuril null kraadi A. Celsiuse järgi. Kuigi see peaks keema täpselt Celsiuse kraadides. Absoluutne null Celsiuse järgi on miinus 273,16 kraadi Celsiuse järgi.

On veel mitu temperatuuriskaalat: Fahrenheit, Réaumur, Rankine, Newton, Roemer. Neil on erinevad võrdluspunktid ja skaalajaotised. Näiteks Reaumuri skaala on samuti üles ehitatud vee keetmise ja külmutamise mõõdupuule, kuid sellel on 80 jaotust. 1724. aastal ilmunud Fahrenheiti skaala on igapäevaelus kasutusel vaid mõnes maailma riigis, sealhulgas USA-s; võrdluspunktid: üks on veejää - ammoniaagi segu temperatuur ja teine on inimkeha temperatuur. Skaala on jagatud sajaks osaks. Null Celsiuse järgi vastab 32 kraadi Fahrenheiti järgi. Kraadide Fahrenheiti teisendamiseks saab kasutada valemit: F \u003d 1,8 C + 32. Pöördtõlge: C \u003d (F -32)/1, 8, kus: F – Fahrenheiti kraadid, C – Celsiuse kraadid. Kui olete loendamiseks liiga laisk, minge veebipõhisesse Celsiuse-Fahrenheiti teisendusteenusesse. Sisestage kasti Celsiuse kraadide arv, klõpsake "Arvuta", valige "Fahrenheit" ja klõpsake "Start". Tulemus ilmub kohe.

Rankini skaala on oma nime saanud inglise (täpsem alt šoti) füüsiku William J. Rankini järgi, kelvini kunagise kaasaegse ja tehnilise termodünaamika ühe looja. Tema skaalal on kolm olulist punkti: algus on absoluutne null, vee külmumispunkt on 491,67 Rankine kraadi ja vee keemistemperatuur 671,67 kraadi. Vee külmumise ja keemise jaotuste arv nii Rankine'is kui ka Fahrenheitis on 180.

Enamikku neist kaaludest kasutavad eranditult füüsikud. Ja 40% nendel päevadel küsitletud Ameerika keskkooliõpilastest ütlesid, et nad ei tea, mis on absoluutne nulltemperatuur.