Absolútna nula teploty

Teplota absolútnej nuly- toto je minimálny teplotný limit, ktorý môže byť fyzické telo. Absolútna nula slúži ako počiatok absolútnej teplotnej stupnice, ako je Kelvinova stupnica. Na stupnici Celzia absolútna nula zodpovedá teplote −273,15 °C.

Verí sa, že absolútna nula je v praxi nedosiahnuteľná. Jeho existencia a poloha na teplotnej škále vyplýva z extrapolácie pozorovaného fyzikálnych javov, pričom takáto extrapolácia ukazuje, že pri absolútnej nule by sa energia tepelného pohybu molekúl a atómov látky mala rovnať nule, to znamená, že chaotický pohyb častíc sa zastaví a vytvoria usporiadanú štruktúru, ktorá zaujme jasnú polohu uzly kryštálovej mriežky. V skutočnosti však aj pri absolútnej nulovej teplote zostanú pravidelné pohyby častíc, ktoré tvoria hmotu. Zostávajúce oscilácie, ako napríklad oscilácie nulového bodu, sú spôsobené kvantovými vlastnosťami častíc a fyzikálnym vákuom, ktoré ich obklopuje.

Aktuálne v fyzikálnych laboratóriách podarilo dosiahnuť teplotu presahujúcu absolútnu nulu len o niekoľko milióntin stupňa; dosiahnuť to sám, podľa zákonov termodynamiky, je nemožné.

Poznámky

Literatúra

G. Burmin. Útok na absolútnu nulu. - M.: „Detská literatúra“, 1983.

pozri tiež

Nadácia Wikimedia. 2010.

Teplota absolútnej nuly
Teplota absolútnej nuly

Pozrite sa, čo znamená „Absolútna nulová teplota“ v iných slovníkoch:

Teplota absolútnej nuly- Teplota absolútnej nuly je minimálny teplotný limit, ktorý môže mať fyzické telo. Absolútna nula slúži ako východiskový bod pre absolútnu teplotnú stupnicu, ako je Kelvinova stupnica. Na stupnici Celzia absolútna nula zodpovedá... ... Wikipédii

ABSOLÚTNA NULA- ABSOLÚTNA NULA, teplota, pri ktorej majú všetky komponenty systému najmenšiu energiu povolenú zákonmi KVANTOVEJ MECHANIKY; nula na Kelvinovej teplotnej stupnici alebo 273,15 °C (459,67 ° Fahrenheita). Pri tejto teplote... Vedecko-technický encyklopedický slovník

Absolútna teplotná stupnica

Absolútna termodynamická teplota- Chaotický tepelný pohyb v rovine častíc plynu, ako sú atómy a molekuly Existujú dve definície teploty. Jeden z hľadiska molekulovej kinetiky, druhý z hľadiska termodynamického. Teplota (z latinčiny samotná teplota ... ... Wikipedia

Absolútna teplotná stupnica- Chaotický tepelný pohyb v rovine častíc plynu, ako sú atómy a molekuly Existujú dve definície teploty. Jeden z hľadiska molekulovej kinetiky, druhý z hľadiska termodynamického. Teplota (z latinčiny samotná teplota ... ... Wikipedia

Limitná teplota, pri ktorej sa objem ideálneho plynu rovná nule, sa považuje za absolútnu nulovú teplotu. Objem reálnych plynov pri absolútnej nulovej teplote však nemôže zaniknúť. Má potom tento teplotný limit zmysel?

Limitná teplota, ktorej existencia vyplýva z Gay-Lussacovho zákona, má zmysel, keďže je prakticky možné priblížiť vlastnosti reálneho plynu k vlastnostiam ideálneho. Aby ste to dosiahli, musíte odobrať čoraz redší plyn, aby jeho hustota mala tendenciu k nule. V skutočnosti, keď teplota klesá, objem takéhoto plynu bude mať tendenciu k limitu, blízko nule.

Nájdite hodnotu absolútnej nuly na stupnici Celzia. Vyrovnanie objemu VV vzorec (3.6.4) nula as prihliadnutím na to

Teplota je teda absolútna nula

* Presnejšia hodnota absolútnej nuly: -273,15 °C.

Toto je vrchol, najviac nízka teplota v prírode je to „najväčší alebo posledný stupeň chladu“, ktorého existenciu predpovedal Lomonosov.

Kelvinova stupnica

Kelvin William (Thomson W.) (1824-1907) - vynikajúci anglický fyzik, jeden zo zakladateľov termodynamiky a molekulárnej kinetickej teórie plynov.

Kelvin zaviedol absolútnu teplotnú škálu a dal jednu z formulácií druhého termodynamického zákona v podobe nemožnosti úplnej premeny tepla na prácu. Veľkosť molekúl vypočítal na základe merania povrchovej energie kvapaliny. V súvislosti s položením transatlantického telegrafného kábla Kelvin vyvinul teóriu elektromagnetických oscilácií a odvodil vzorec pre periódu voľných oscilácií v obvode. Za svoje vedecké úspechy získal W. Thomson titul Lord Kelvin.

Anglický vedec W. Kelvin predstavil absolútnu teplotnú stupnicu. Nulová teplota na stupnici Kelvin zodpovedá absolútnej nule a jednotka teploty na tejto stupnici sa rovná stupňu na stupnici Celzia, takže absolútna teplota T súvisí s teplotou na stupnici Celzia podľa vzorca

(3.7.6)

Obrázok 3.11 ukazuje absolútnu stupnicu a stupnicu Celzia na porovnanie.

Jednotka SI absolútnej teploty sa nazýva kelvin (skrátene K). Preto sa jeden stupeň na stupnici Celzia rovná jednému stupňu na Kelvinovej stupnici: 1 °C = 1 K.

Absolútna teplota je teda podľa definície uvedenej vzorcom (3.7.6) odvodenou veličinou, ktorá závisí od Celziovej teploty a od experimentálne stanovenej hodnoty a. Má však zásadný význam.

Z pohľadu molekulárnej kinetickej teórie absolútna teplota súvisí s priemernou kinetickou energiou chaotického pohybu atómov alebo molekúl. O T = O K tepelný pohyb molekúl sa zastaví. Toto bude podrobnejšie popísané v kapitole 4.

Závislosť objemu od absolútnej teploty

Pomocou Kelvinovej stupnice možno Gay-Lussacov zákon (3.6.4) napísať v jednoduchšej forme. Pretože

(3.7.7)

Objem plynu danej hmotnosti pri konštantnom tlaku je priamo úmerný absolútnej teplote.

Z toho vyplýva, že pomer objemov plynu rovnakej hmotnosti v rôznych stavoch pri rovnakom tlaku sa rovná pomeru absolútnych teplôt:

(3.7.8)

Existuje minimálna možná teplota, pri ktorej objem (a tlak) ideálneho plynu zaniká. Toto je teplota absolútnej nuly:-273 °C. Je vhodné počítať teplotu od absolútnej nuly. Takto je zostavená stupnica absolútnej teploty.

Absolútna nula zodpovedá teplote −273,15 °C.

Verí sa, že absolútna nula je v praxi nedosiahnuteľná. Jeho existencia a poloha na teplotnej škále vyplýva z extrapolácie pozorovaných fyzikálnych javov a takáto extrapolácia ukazuje, že pri absolútnej nule by sa energia tepelného pohybu molekúl a atómov látky mala rovnať nule, teda chaotickému pohybu častíc. zarážky a tvoria usporiadanú štruktúru, zaujímajúcu jasnú polohu v uzloch kryštálovej mriežky. V skutočnosti však aj pri absolútnej nulovej teplote zostanú pravidelné pohyby častíc, ktoré tvoria hmotu. Zostávajúce oscilácie, ako napríklad oscilácie nulového bodu, sú spôsobené kvantovými vlastnosťami častíc a fyzikálnym vákuom, ktoré ich obklopuje.

V súčasnosti je vo fyzikálnych laboratóriách možné dosiahnuť teploty prekračujúce absolútnu nulu len o niekoľko milióntin stupňa; dosiahnuť to sám, podľa zákonov termodynamiky, je nemožné.

Poznámky

Literatúra

G. Burmin. Útok na absolútnu nulu. - M.: „Detská literatúra“, 1983.

pozri tiež

Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo je „Absolútna nula“ v iných slovníkoch:

ABSOLÚTNA NULA, teplota, pri ktorej majú všetky komponenty systému najmenšie množstvo energie, ktoré dovoľujú zákony KVANTOVEJ MECHANIKY; nula na Kelvinovej teplotnej stupnici alebo 273,15 °C (459,67 ° Fahrenheita). Pri tejto teplote... Vedecko-technický encyklopedický slovník

Teplota je minimálna hranica teploty, ktorú môže mať fyzické telo. Absolútna nula slúži ako východiskový bod pre absolútnu teplotnú stupnicu, ako je Kelvinova stupnica. Na stupnici Celzia absolútna nula zodpovedá teplote −273 ... Wikipedia

ABSOLÚTNA NULOVÁ TEPLOTA- začiatok termodynamickej teplotnej stupnice; nachádza sa pri 273,16 K (Kelvin) pod (pozri) vodou, t.j. rovná 273,16 °C (Celsius). Absolútna nula je najnižšia teplota v prírode a prakticky nedosiahnuteľná... Veľká polytechnická encyklopédia

Toto je minimálny teplotný limit, ktorý môže mať fyzické telo. Absolútna nula slúži ako východiskový bod pre absolútnu teplotnú stupnicu, ako je Kelvinova stupnica. Na stupnici Celzia absolútna nula zodpovedá teplote −273,15 °C... ... Wikipedia

Teplota absolútnej nuly je minimálny teplotný limit, ktorý môže mať fyzické telo. Absolútna nula slúži ako východiskový bod pre absolútnu teplotnú stupnicu, ako je Kelvinova stupnica. Na stupnici Celzia absolútna nula zodpovedá... ... Wikipédii

Razg. Zanedbaný Bezvýznamný, bezvýznamný človek. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

nula- absolútna nula … Slovník ruských idiómov

Nulové a nulové podstatné meno, m., použité. porovnať často Morfológia: (nie) čo? nula a nula, prečo? nula a nula, (pozri) čo? nula a nula, čo? nula a nula, čo s tým? asi nula, nula; pl. Čo? nuly a nuly, (nie) čo? nuly a nuly, prečo? nuly a nuly, (vidím) ... ... Slovník Dmitrieva

Absolútna nula (nula). Razg. Zanedbaný Bezvýznamný, bezvýznamný človek. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 V nula. 1. Jarg. hovoria Žartujem. železo. O ťažkej intoxikácii. Juganov, 471; Vachitov 2003, 22. 2. Zharg. hudba Presne tak, v plnom súlade s ... ... Veľký slovník Ruské výroky

absolútne- absolútna absurdita, absolútna autorita, absolútna bezúhonnosť, absolútny neporiadok, absolútna fikcia, absolútna imunita, absolútny vodca, absolútne minimum, absolútny panovník, absolútna morálka, absolútna nula… … Slovník ruských idiómov

knihy

Absolútna nula, Absolútny Pavel. Život všetkých výtvorov šialeného vedca rasy Nes je veľmi krátky. Ale ďalší experiment má šancu existovať. Čo ho čaká?...

Absolútna nula teplota

Hraničná teplota, pri ktorej sa objem ideálneho plynu rovná nule, sa považuje za teplota absolútnej nuly.

Nájdite hodnotu absolútnej nuly na stupnici Celzia.
Vyrovnanie objemu V vo vzorci (3.1) nula as prihliadnutím na to

Teplota je teda absolútna nula

t= -273 °C. 2

Toto je extrémna, najnižšia teplota v prírode, „najväčší alebo posledný stupeň chladu“, ktorého existenciu predpovedal Lomonosov.

Najvyššie teploty na Zemi - stovky miliónov stupňov - boli dosiahnuté počas výbuchov termonukleárne bomby. Ešte viac vysoké teploty charakteristické pre vnútorné oblasti niektorých hviezd.

2 Viac presná hodnota absolútna nula: –273,15 °C.

Kelvinova stupnica

Anglický vedec W. Kelvin predstavil absolútna mierka teploty Nulová teplota na stupnici Kelvin zodpovedá absolútnej nule a jednotka teploty na tejto stupnici sa rovná stupňu na stupnici Celzia, takže absolútna teplota T súvisí s teplotou na stupnici Celzia podľa vzorca

T = t+ 273. (3.2)

Na obr. 3.2 ukazuje absolútnu stupnicu a stupnicu Celzia na porovnanie.

Jednotka SI absolútnej teploty sa nazýva kelvin(skrátene K). Preto sa jeden stupeň na stupnici Celzia rovná jednému stupňu na stupnici Kelvin:

Absolútna teplota je teda podľa definície uvedenej vzorcom (3.2) odvodenou veličinou, ktorá závisí od Celziovej teploty a od experimentálne stanovenej hodnoty a.

Čitateľ: Ktorý potom fyzický význam má absolútnu teplotu?

Do formulára napíšeme výraz (3.1).

Vzhľadom na to, že teplota na Kelvinovej stupnici súvisí s teplotou na Celziovej stupnici vzťahom T = t+ 273, dostávame

Kde T 0 = 273 K, alebo

Pretože tento vzťah platí pre ľubovoľnú teplotu T potom Gay-Lussacov zákon možno formulovať takto:

Pre danú hmotnosť plynu pri p = const platí nasledujúci vzťah:

Úloha 3.1. Pri teplote T 1 = 300 K objem plynu V 1 = 5,0 l. Určte objem plynu pri rovnakom tlaku a teplote T= 400 tis.

STOP! Rozhodnite sa sami: A1, B6, C2.

Problém 3.2. Pri izobarickom ohreve sa objem vzduchu zväčšil o 1 %. O koľko percent sa zvýšila absolútna teplota?

= 0,01.

Odpoveď: 1 %.

Zapamätajme si výsledný vzorec

STOP! Rozhodnite sa sami: A2, A3, B1, B5.

Karolov zákon

Francúzsky vedec Charles experimentálne zistil, že ak sa plyn zahrieva tak, že jeho objem zostáva konštantný, tlak plynu sa zvýši. Závislosť tlaku od teploty má tvar:

R(t) = p 0 (1 + b t), (3.6)

Kde R(t) – tlak pri teplote t°C; R 0 – tlak pri 0 °C; b je teplotný koeficient tlaku, ktorý je pre všetky plyny rovnaký: 1/K.

Čitateľ: Prekvapivo, teplotný koeficient tlaku b sa presne rovná teplotnému koeficientu objemovej rozťažnosti a!

Zoberme si určitú hmotnosť plynu s objemom V 0 pri teplote T 0 a tlak R 0 Prvýkrát, udržiavajúc konštantný tlak plynu, ho zahrejeme na teplotu T 1. Potom bude mať plyn objem V 1 = V 0 (1 + a t) a tlak R 0 .

Druhýkrát pri zachovaní konštantného objemu plynu ho zohrejeme na rovnakú teplotu T 1. Potom bude mať plyn tlak R 1 = R 0 (1 + b t) a objem V 0 .

Keďže v oboch prípadoch je teplota plynu rovnaká, platí Boyleov-Mariottov zákon:

p 0 V 1 = p 1 V 0 Þ R 0 V 0 (1 + a t) = R 0 (1 + b t)V 0 Þ

Þ 1 + a t = 1 + b tÞ a = b.

Nie je teda prekvapujúce, že a = b, nie!

Prepíšme Karolov zákon do tvaru

Zvažujem to T = t°С + 273 °С, T 0 = 273 °C, dostaneme

ABSOLÚTNA NULA

ABSOLÚTNA NULA, teplota, pri ktorej majú všetky komponenty systému najmenšie množstvo energie, ktoré dovoľujú zákony KVANTOVEJ MECHANIKY; nula na Kelvinovej teplotnej stupnici alebo -273,15 ° C (-459,67 ° Fahrenheita). Pri tejto teplote je však entropia systému – množstvo energie dostupnej na vykonanie užitočnej práce – tiež nulová Celkom energia systému sa môže líšiť od nuly.

Vedecko-technický encyklopedický slovník.

Pozrite sa, čo je „ABSOLUTE ZERO“ v iných slovníkoch:

Razg. Zanedbaný Bezvýznamný, bezvýznamný človek. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

nula- absolútna nula … Slovník ruských idiómov

knihy

Absolútna nula, Absolútny Pavel. Život všetkých výtvorov šialeného vedca rasy Nes je veľmi krátky. Ale ďalší experiment má šancu existovať. Čo ho čaká?...