Абсолютная температура

Физика > Абсолютная температура

Абсолютную температуру очень часто используют, так как выступает стандартной единицей.

Задача обучения

• Охарактеризовать связь абсолютной температуры и кинетической энергии.

Основные пункты

• Температура формируется из кинетической энергии случайных перемещений элементов материи, вроде молекул и атомов. Именно поэтому лучше всего в качестве контрольной точки ориентироваться на абсолютный ноль, в котором останавливается вся классическая активность.
• Единица Кельвина и масштаб вычисляют по абсолютному нулю и тройной точке стандартизированной воды.
• В абсолютном нуле элементы вещества характеризуются слабой активностью и не могут потерять температуру. Им удается сберечь минимальное квантовомеханическое перемещение.

Термины

• Стандарт VSMOW – стандартизированный изотопный состав воды.
• Международная система единиц – стандартный список основных единиц измерения, применимых в научной среде по всему миру.
• Абсолютный ноль – минимальный температурный показатель: ноль по шкале Кельвина, -273.15°C и -459.67°F.

Абсолютной мерой температуры выступает термодинамическая. Это абсолютная шкала, потому что выступает мерой фундаментальной характеристики, находящейся в основе температуры: нулевая точка. Именно при таком показателе все элементы приобретают минимальную активность и сберегают лишь квантовомеханические движения.

Перед вами график зависимости температурного показателя от различных газов при стабильном объеме. Заметьте, что все они экстраполируются к нулевому давлению при одной температуре

К температуре приводит кинетическая энергия в случайных перемещениях от молекул и атомов. Поэтому очень выгодно ориентироваться на абсолютный ноль, воспринимая его как контрольную точку в системе температуры. Чаще всего используют шкалу Кельвина, благодаря которой удается показать, что между средней поступательной кинетической энергией и температурой есть связь:

Реальные газы не всегда способны соответствовать идеальной модели. Здесь видны размеры атомов гелия относительно интервала в масштабе 1950 атмосфер

Заметьте, что нам бы не удалось добиться такой простой формулы, если бы рассматривалась шкала Фаренгейта.

Шкала Кельвина

Кельвин выступает основной единицей температуры в термодинамике. Это одна из семи базовых единиц в Международной системе (K). Ее масштаб вычисляется по абсолютному нулю и тройной точке стандарта VSMOW. Абсолютный ноль представлен 0 K и -273.15°C. Тройная точка воды – 273.16 К и 0.01°С.

---