Абсолютна нулатемператури

Абсолютна нулева температура- това е минималната температурна граница, която може да бъде физическо тяло. Абсолютната нула служи като отправна точка за абсолютна температурна скала, като скалата на Келвин. По скалата на Целзий абсолютната нула съответства на температура от −273,15 °C.

Смята се, че абсолютната нула е недостижима на практика. Неговото съществуване и позиция върху температурната скала следва от екстраполация на наблюдаваното физични явления, докато такава екстраполация показва, че при абсолютна нула енергията на топлинното движение на молекулите и атомите на дадено вещество трябва да бъде равна на нула, т.е. хаотичното движение на частиците спира и те образуват подредена структура, заемаща ясна позиция в възли на кристалната решетка. Всъщност обаче, дори при абсолютна нула температура, регулярните движения на частиците, които изграждат материята, ще останат. Останалите трептения, като трептения на нулева точка, се дължат на квантовите свойства на частиците и физическия вакуум, който ги заобикаля.

В момента в физически лабораторииуспя да постигне температура, надвишаваща абсолютната нула само с няколко милионни от градуса; да го постигне сам, според законите на термодинамиката, е невъзможно.

Бележки

Литература

Г. Бурмин. Нападение срещу абсолютната нула. - М .: „Детска литература“, 1983 г.

Вижте също

Фондация Уикимедия.

2010 г.
Абсолютна нулева температура

Абсолютна нулева температура

Вижте какво е „абсолютна нулева температура“ в други речници:Абсолютна нулева температура

- Абсолютната нулева температура е минималната температурна граница, която физическото тяло може да има. Абсолютната нула служи като отправна точка за абсолютна температурна скала, като скалата на Келвин. По скалата на Целзий абсолютната нула съответства на... ... WikipediaАБСОЛЮТНА НУЛА - АБСОЛЮТНА НУЛА, температурата, при която всички компоненти на системата имат най-малко количество енергия, разрешено от законите на КВАНТОВАТА МЕХАНИКА; нула по температурната скала на Келвин или 273,15°C (459,67° по Фаренхайт). При тази температура...

Научно-технически енциклопедичен речник

Абсолютна температурна скала- Хаотично топлинно движение в равнината на газови частици като атоми и молекули Има две определения за температура. Единият от молекулярно-кинетична гледна точка, другият от термодинамична гледна точка. Температура (от латински температура правилно ... ... Уикипедия

Граничната температура, при която обемът на идеален газ става равен на нула, се приема за абсолютна нулева температура. Обемът на реалните газове при абсолютна нулева температура обаче не може да изчезне. Тогава има ли смисъл тази температурна граница?

Ограничителната температура, чието съществуване следва от закона на Гей-Лусак, има смисъл, тъй като е практически възможно свойствата на реалния газ да се доближат до свойствата на идеалния. За да направите това, трябва да вземете все по-разреден газ, така че плътността му да клони към нула. Наистина, когато температурата намалява, обемът на такъв газ ще се стреми към границата, близо до нулата.

Нека намерим стойността на абсолютната нула по скалата на Целзий. Изравняване на обема VVформула (3.6.4) нула и като се вземе предвид това

Следователно температурата на абсолютната нула е

* По-точна абсолютна нулева стойност: -273,15 °C.

Това е върховното, най- ниска температурав природата тази „най-голяма или последна степен на студ“, чието съществуване предсказа Ломоносов.

Скала на Келвин

Келвин Уилям (Томсън У.) (1824-1907) - изключителен английски физик, един от основателите на термодинамиката и молекулярно-кинетичната теория на газовете.

Келвин въвежда абсолютната температурна скала и дава една от формулировките на втория закон на термодинамиката под формата на невъзможността за пълно преобразуване на топлината в работа. Той изчислява размера на молекулите въз основа на измерване на повърхностната енергия на течността. Във връзка с полагането на трансатлантическия телеграфен кабел Келвин развива теорията за електромагнитните трептения и извежда формула за периода на свободните трептения във веригата. За своите научни постижения У. Томсън получава титлата лорд Келвин.

Английският учен У. Келвин въвежда абсолютната температурна скала. Нулевата температура по скалата на Келвин съответства на абсолютната нула, а единицата за температура по тази скала е равна на градус по скалата на Целзий, така че абсолютна температура Тсе свързва с температурата по скалата на Целзий с формулата

(3.7.6)

Фигура 3.11 показва абсолютната скала и скалата на Целзий за сравнение.

Единицата SI за абсолютна температура се нарича келвин (съкратено K). Следователно един градус по скалата на Целзий е равен на един градус по скалата на Келвин: 1 °C = 1 K.

По този начин абсолютната температура, съгласно дефиницията, дадена с формула (3.7.6), е производна величина, която зависи от температурата по Целзий и от експериментално определената стойност на a. Въпреки това е от основно значение.

От гледна точка на молекулярно-кинетичната теория абсолютната температура е свързана със средната кинетична енергия на хаотичното движение на атоми или молекули. При Т = O K топлинното движение на молекулите спира. Това ще бъде обсъдено по-подробно в глава 4.

Зависимост на обема от абсолютната температура

Използвайки скалата на Келвин, законът на Гей-Люсак (3.6.4) може да бъде написан в по-проста форма. защото

(3.7.7)

Обемът на газ с дадена маса при постоянно налягане е право пропорционален на абсолютната температура.

От това следва, че съотношението на обемите газ със същата маса в различни състояния при едно и също налягане е равно на съотношението на абсолютните температури:

(3.7.8)

Има минимална възможна температура, при която обемът (и налягането) на идеален газ изчезва. Това е абсолютна нулева температура:-273 °C. Удобно е температурата да се брои от абсолютната нула. Така се изгражда абсолютната температурна скала.

Абсолютната нула съответства на температура от −273,15 °C.

Смята се, че абсолютната нула е недостижима на практика. Неговото съществуване и позиция в температурната скала следва от екстраполация на наблюдаваните физични явления и такава екстраполация показва, че при абсолютна нула енергията на топлинното движение на молекулите и атомите на дадено вещество трябва да бъде равна на нула, тоест хаотичното движение на частиците спира и те образуват подредена структура, заемаща ясно положение във възлите на кристалната решетка. Всъщност обаче, дори при абсолютна нула температура, регулярните движения на частиците, които изграждат материята, ще останат. Останалите трептения, като трептения на нулева точка, се дължат на квантовите свойства на частиците и физическия вакуум, който ги заобикаля.

Понастоящем във физическите лаборатории е възможно да се получат температури, превишаващи абсолютната нула само с няколко милионни от градуса; да го постигне сам, според законите на термодинамиката, е невъзможно.

Бележки

Литература

Г. Бурмин. Нападение срещу абсолютната нула. - М .: „Детска литература“, 1983 г.

Вижте също

Фондация Уикимедия.

Вижте какво е „Абсолютна нула“ в други речници:

АБСОЛЮТНА НУЛА, температурата, при която всички компоненти на системата имат най-малко количество енергия, разрешено от законите на КВАНТОВАТА МЕХАНИКА; нула по температурната скала на Келвин или 273,15°C (459,67° по Фаренхайт). При тази температура... - АБСОЛЮТНА НУЛА, температурата, при която всички компоненти на системата имат най-малко количество енергия, разрешено от законите на КВАНТОВАТА МЕХАНИКА; нула по температурната скала на Келвин или 273,15°C (459,67° по Фаренхайт). При тази температура...

Температурата е минималната граница на температурата, която физическото тяло може да има. Абсолютната нула служи като отправна точка за абсолютна температурна скала, като скалата на Келвин. По скалата на Целзий абсолютната нула съответства на температура от −273 ... Wikipedia

АБСОЛЮТНА НУЛЕВА ТЕМПЕРАТУРА- началото на термодинамичната температурна скала; намиращ се на 273,16 К (Келвин) под (вижте) водата, т.е. равно на 273,16°C (по Целзий). Абсолютната нула е най-ниската температура в природата и практически недостижима... Голяма политехническа енциклопедия

Това е минималната температурна граница, която може да има едно физическо тяло. Абсолютната нула служи като отправна точка за абсолютна температурна скала, като скалата на Келвин. По скалата на Целзий абсолютната нула съответства на температура от −273,15 °C.... ... Wikipedia

Абсолютната нулева температура е минималната температурна граница, която физическото тяло може да има. Абсолютната нула служи като отправна точка за абсолютна температурна скала, като скалата на Келвин. По скалата на Целзий абсолютната нула съответства на... ... Wikipedia

Разг. Занемарен Незначителен, незначителен човек. ФСРЮ, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

нула- абсолютна нула... Речник на руските идиоми

Нула и нула съществително, м., употреб. сравнявам често Морфология: (не) какво? нула и нула, защо? нула и нула, (виж) какво? нула и нула, какво? нула и нула, какво ще кажете? около нула, нула; мн. какво? нули и нули, (не) какво? нули и нули, защо? нули и нули, (виждам)… … РечникДмитриева

Абсолютна нула (нула). Разг. Занемарен Незначителен, незначителен човек. ФСРЮ, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 V нула. 1. Джарг. казват те Шегувам се. желязо. За тежка интоксикация. Югановци, 471; Вахитов 2003, 22. 2. Жарг. музика Точно така, в пълно съответствие с... ... Голям речникРуски поговорки

абсолютен- абсолютен абсурд, абсолютен авторитет, абсолютна безупречност, абсолютен безпорядък, абсолютна измислица, абсолютен имунитет, абсолютен лидер, абсолютен минимум, абсолютен монарх, абсолютен морал, абсолютна нула… … Речник на руските идиоми

Книги

Абсолютна нула, Абсолютна Павел. Животът на всички творения на лудия учен от расата Нес е много кратък. Но следващият експеримент има шанс да съществува. Какво го чака занапред?...

Абсолютна нулатемпература

Граничната температура, при която обемът на идеален газ става равен на нула, се приема като абсолютна нулева температура.

Нека намерим стойността на абсолютната нула по скалата на Целзий.
Изравняване на обема Vвъв формула (3.1) нула и като се има предвид това

Следователно температурата на абсолютната нула е

t= –273 °C. 2

Това е екстремната, най-ниската температура в природата, онази „най-голяма или последна степен на студ“, чието съществуване предсказа Ломоносов.

По време на експлозии са получени най-високите температури на Земята - стотици милиони градуси термоядрени бомби. Още повече високи температурихарактерни за вътрешните области на някои звезди.

2Още точна стойностабсолютна нула: –273,15 °C.

Скала на Келвин

Английският учен У. Келвин въведе абсолютен мащабтемператури Нулевата температура по скалата на Келвин съответства на абсолютната нула, а единицата за температура по тази скала е равна на градус по скалата на Целзий, така че абсолютната температура Тсе свързва с температурата по скалата на Целзий с формулата

T = t + 273. (3.2)

На фиг. 3.2 показва абсолютната скала и скалата на Целзий за сравнение.

Единицата SI за абсолютна температура се нарича келвин(съкратено К). Следователно, един градус по скалата на Целзий е равен на един градус по скалата на Келвин:

По този начин абсолютната температура, съгласно дефиницията, дадена с формула (3.2), е производна величина, която зависи от температурата по Целзий и от експериментално определената стойност на a.

Читател:Коя физически смисълима абсолютна температура?

Нека запишем израз (3.1) във формата

Като се има предвид, че температурата по скалата на Келвин е свързана с температурата по скалата на Целзий чрез връзката T = t + 273, получаваме

Къде Т 0 = 273 К, или

Тъй като тази връзка е валидна за произволна температура Т, тогава законът на Гей-Люсак може да се формулира по следния начин:

За дадена маса газ при p = const е валидна следната зависимост:

Задача 3.1.При температура Т 1 = 300 K обем на газа V 1 = 5,0 л. Определете обема на газа при същото налягане и температура Т= 400 K.

СПРИ! Решете сами: A1, B6, C2.

Задача 3.2.По време на изобарно нагряване обемът на въздуха се увеличава с 1%. С колко процента се е увеличила абсолютната температура?

= 0,01.

отговор: 1 %.

Нека си спомним получената формула

СПРИ! Решете сами: A2, A3, B1, B5.

Законът на Чарлз

Френският учен Чарлз експериментално установи, че ако газът се нагрее така, че обемът му да остане постоянен, налягането на газа ще се увеличи. Зависимостта на налягането от температурата има формата:

r(t) = стр 0 (1 + b t), (3.6)

Къде r(t) – налягане при температура t°C; r 0 – налягане при 0 °C; b е температурният коефициент на налягане, който е еднакъв за всички газове: 1/K.

Читател:Изненадващо, температурният коефициент на налягане b е точно равен на температурния коефициент на обемно разширение a!

Нека вземем определена маса газ с обем V 0 при температура Т 0 и налягане r 0 . За първи път, поддържайки постоянно налягане на газа, го нагряваме до температура Т 1. Тогава газът ще има обем V 1 = V 0 (1 + а t) и налягане r 0 .

Вторият път, поддържайки обема на газа постоянен, го нагряваме до същата температура Т 1. Тогава газът ще има налягане r 1 = r 0 (1 + b t) и обем V 0 .

Тъй като и в двата случая температурата на газа е една и съща, законът на Бойл-Мариот е валиден:

стр 0 V 1 = стр 1 V 0 Þ r 0 V 0 (1 + а t) = r 0 (1 + b t)V 0 Þ

Þ 1 + а t = 1 + б tÞ a = b.

Така че не е изненадващо, че a = b, не!

Нека пренапишем закона на Чарлз във формата

Като се има предвид това Т = t°С + 273 °С, Т 0 = 273 °C, получаваме

- Абсолютната нулева температура е минималната температурна граница, която физическото тяло може да има. Абсолютната нула служи като отправна точка за абсолютна температурна скала, като скалата на Келвин. По скалата на Целзий абсолютната нула съответства на... ... Wikipedia, температурата, при която всички компоненти на системата имат най-малко количество енергия, разрешено от законите на КВАНТОВАТА МЕХАНИКА; нула по температурната скала на Келвин или -273,15°C (-459,67° по Фаренхайт). При тази температура ентропията на системата - количеството налична енергия за извършване на полезна работа - също е нула, въпреки че общо количествоенергията на системата може да бъде различна от нула.

- АБСОЛЮТНА НУЛА, температурата, при която всички компоненти на системата имат най-малко количество енергия, разрешено от законите на КВАНТОВАТА МЕХАНИКА; нула по температурната скала на Келвин или 273,15°C (459,67° по Фаренхайт). При тази температура....

Вижте какво е "АБСОЛЮТНА НУЛА" в други речници:

Разг. Занемарен Незначителен, незначителен човек. ФСРЮ, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

нула- абсолютна нула... Речник на руските идиоми

Книги

Абсолютна нула, Абсолютна Павел. Животът на всички творения на лудия учен от расата Нес е много кратък. Но следващият експеримент има шанс да съществува. Какво го чака занапред?...