Виртуальная школа » Большая книга физики » Методология » АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА

АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА

Необходимостью применения абсолютной температуры и, соответственно абсолютной шкалы, является неудобство применения для проведения экспериментов и решения задач, используемых в быту шкал Цельсия и Фаренгейта. Неудобство заключается в том, что когда температура опускается ниже точки замерзания воды, температуру приходится выражать отрицательным числом. Это приводит к путанице или необходимости уточнений и внесения корректировок в формулы при вычислениях.

Понятие абсолютной температуры было введено У. Томсоном (Кельвином), всвязи с чем, шкалу абсолютной температуры называют шкалой Кельвина или термодинамической температурной шкалой. Единица абсолютной температуры — Кельвин (К). Абсолютный ноль определён как 0 K, что равно −273.15 °C. С другой стороны, 273.15  К соответствует 0 °C.

Уильям Томсон лорд Кельвин

26 июня 1824 г – 17 декабря 1907 г

Исходя из этого соответствия, цена одного деления по шкале Кельвина равна цене деления шкалы Цельсия. Поэтому, несмотря на отличие температур состояний тела по шкале Цельсия и по шкале Кельвина, разность температур в этих шкалах одинакова.

     

Абсолютный ноль, является наиболее низкой возможной температурой, при которой прекращается тепловое движение молекул и атомов.  Однако при абсолютном нуле частицы, входящие в состав атомов, могут совершать так называемые нулевые колебания. Но энергию этих частиц нельзя передать непосредственно при контакте тел.

Для идеального газа средняя кинетическая энергия движения молекул пропорциональна температуре:  

Е = 3/2 kT .

При температуре  Т=0  средняя кинетическая энергия молекул Е также будет равна нулю.  Что в принципе невозможно. Откуда следует недостижимость абсолютного нуля. И не только для идеального газа (при такой температуре реальные газы могут находиться только в жидком или твёрдом состоянии), но и при любом состоянии вещества.

Справедливость этого утверждения доказывает тот факт, что температуры  −273 °C и ниже просто не зафиксированы. Практически достигнуты температуры отличающиеся от абсолютного нуля на порядок 10-6 К. Есть сведения, что в Ланкастерском университете (Англия) была достигнута температура, превышающая абсолютный ноль всего лишь на 2,8 · 10-10 К. Но тем не менее порог ещё не преодолён. При температуре близкой к абсолютному нулю существенно изменяются свойства многих тел. Некоторые упругие материалы  становятся хрупкими, а некоторые металлы становятся сверхпроводящими.

Что будет, если состояние вещества при такой температуре будет всё-таки достигнуто? То же, что и всегда: возникнет необходимость пересмотреть теорию на основе новых экспериментальных фактов. Но это только, если

 

Категория: Методология | Добавил: Лана (05.02.2015)
Просмотров: 845 | Теги: абсолютная шкала, абсолютная температура, шкала Кельвина, Абсолютный Ноль | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar