აბსოლუტური ნულოვანი ტემპერატურა - მოლეკულების მოძრაობის შეწყვეტის წერტილი

2024 ავტორი: Henry Conors | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-02-12 09:36

ტერმინი "ტემპერატურა" გაჩნდა იმ დროს, როდესაც ფიზიკოსები ფიქრობდნენ, რომ თბილი სხეულები უფრო დიდი რაოდენობით შედგება კონკრეტული ნივთიერებისგან - კალორიული, ვიდრე იგივე სხეულები, მაგრამ ცივი. და ტემპერატურა განიმარტა, როგორც მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება ორგანიზმში კალორიების რაოდენობას. მას შემდეგ ნებისმიერი სხეულის ტემპერატურა იზომება გრადუსით. მაგრამ სინამდვილეში ეს არის მოძრავი მოლეკულების კინეტიკური ენერგიის საზომი და, ამის საფუძველზე, ის უნდა გაიზომოს ჯოულებში, C ერთეულების სისტემის შესაბამისად.

"აბსოლუტური ნულოვანი ტემპერატურის" კონცეფცია მომდინარეობს თერმოდინამიკის მეორე კანონიდან. მისი მიხედვით, ცივი სხეულიდან ცხელზე სითბოს გადაცემის პროცესი შეუძლებელია. ეს კონცეფცია შემოიღო ინგლისელმა ფიზიკოსმა ვ.ტომსონმა. ფიზიკაში მიღწეული მიღწევებისთვის, ინგლისის დედოფალმა მას მიანიჭა კეთილშობილური წოდება „ლორდისა“და „ბარონ კელვინის“ტიტული. 1848 წელს ვ. ტომსონმა (კელვინმა) შესთავაზა ტემპერატურული სკალის გამოყენება, რომელშიც მან აიღო აბსოლუტური ნულოვანი ტემპერატურა, რომელიც შეესაბამება უკიდურეს სიცივეს, როგორც საწყისი წერტილი და აიღო გრადუსი ცელსიუსი, როგორც გაყოფის ფასი. კელვინის ერთეული არის წყლის სამმაგი წერტილის ტემპერატურის 1/27316 (დაახლოებით 0 გრადუსი C), ე.ი. ტემპერატურა, რომლის დროსაც სუფთა წყალი დაუყოვნებლივგამოდის სამი ფორმით: ყინული, თხევადი წყალი და ორთქლი. აბსოლუტური ნულოვანი ტემპერატურა არის ყველაზე დაბალი შესაძლო დაბალი ტემპერატურა, რომლის დროსაც მოლეკულების მოძრაობა ჩერდება და აღარ არის შესაძლებელი ნივთიერებიდან თერმული ენერგიის ამოღება. მას შემდეგ აბსოლუტური ტემპერატურის სკალა მას ეწოდა.

ტემპერატურა იზომება სხვადასხვა მასშტაბით

ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტემპერატურის სკალა ეწოდება ცელსიუსის სკალას. იგი აგებულია ორ წერტილზე: წყლის თხევადიდან ორთქლზე და წყლის ყინულზე გადასვლის ფაზის ტემპერატურაზე. ა. ცელსიუსმა 1742 წელს შესთავაზა საცნობარო წერტილებს შორის მანძილის დაყოფა 100 ინტერვალებად და წყლის დუღილის წერტილის აღება, როგორც ნული, ხოლო გაყინვის წერტილი არის 100 გრადუსი. მაგრამ შვედმა K. Linnaeus-მა საპირისპიროს გაკეთება შესთავაზა. მას შემდეგ წყალი იყინება ნულ ცელსიუსზე. თუმცა ზუსტად ცელსიუსზე უნდა ადუღდეს. ცელსიუსში აბსოლუტური ნული არის მინუს 273,16 გრადუსი ცელსიუსი.

არსებობს კიდევ რამდენიმე ტემპერატურის სასწორი: ფარენჰაიტი, რეუმური, რანკინი, ნიუტონი, რუმერი. მათ აქვთ სხვადასხვა საცნობარო წერტილები და მასშტაბის ინტერვალები. მაგალითად, Reaumur სკალა ასევე აგებულია წყლის დუღილისა და გაყინვის კრიტერიუმებზე, მაგრამ მას აქვს 80 განყოფილება. ფარენჰაიტის სკალა, რომელიც 1724 წელს გამოჩნდა, ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამოიყენება მხოლოდ მსოფლიოს ზოგიერთ ქვეყანაში, მათ შორის აშშ-ში; საცნობარო წერტილები: ერთი არის წყლის ყინულის ნარევის ტემპერატურა - ამიაკი და მეორე - ადამიანის სხეულის ტემპერატურა. სასწორი დაყოფილია ასი განყოფილებად. ნულოვანი ცელსიუსი შეესაბამება 32 გრადუს ფარენჰეიტს. გრადუსების ფარენჰაიტში გადაქცევა შეიძლება გაკეთდეს ფორმულის გამოყენებით: F \u003d 1.8 C + 32. საპირისპირო თარგმანი: C \u003d (F -32)/1, 8, სადაც: F - გრადუსი ფარენჰეიტი, C - გრადუსი ცელსიუსი. თუ ძალიან გეზარებათ დათვლა, გადადით ონლაინ ცელსიუსიდან ფარენჰეიტში კონვერტაციის სერვისზე. ველში ჩაწერეთ ცელსიუსის გრადუსი, დააწკაპუნეთ "გამოთვლა", აირჩიეთ "ფარენჰეიტი" და დააწკაპუნეთ "დაწყება". შედეგი მაშინვე გამოჩნდება.

რანკინის სკალას ეწოდა ინგლისელი (უფრო ზუსტად შოტლანდიელი) ფიზიკოსის უილიამ ჯ. რანკინის სახელი, კელვინის ყოფილი თანამედროვე და ტექნიკური თერმოდინამიკის ერთ-ერთი შემქმნელი. მის სკალაში სამი მნიშვნელოვანი წერტილია: დასაწყისი არის აბსოლუტური ნული, წყლის გაყინვის წერტილი არის 491,67 გრადუსი რანკინი და წყლის დუღილის წერტილი 671,67 გრადუსი. წყლის გაყინვასა და მის დუღილს შორის გაყოფის რაოდენობა რანკინშიც და ფარენჰაიტშიც არის 180.

ამ სასწორების უმეტესობას იყენებენ ექსკლუზიურად ფიზიკოსები. და ამ დღეებში გამოკითხული ამერიკელი საშუალო სკოლის მოსწავლეების 40%-მა თქვა, რომ არ იციან რა არის აბსოლუტური ნულოვანი ტემპერატურა.