טמפרטורת אפס מוחלטת - נקודת הפסקת תנועת המולקולות

2024 מְחַבֵּר: Henry Conors | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-12 07:18

המונח "טמפרטורה" הופיע בתקופה שבה פיזיקאים חשבו שגופים חמים מורכבים מכמות גדולה יותר של חומר ספציפי - קלורי - מאשר אותם גופים, אבל קר. והטמפרטורה התפרשה כערך המתאים לכמות הקלוריות בגוף. מאז, הטמפרטורה של כל גוף נמדדת במעלות. אבל למעשה זהו מדד לאנרגיה הקינטית של מולקולות נעות, ועל סמך זה יש למדוד אותה בג'אול, בהתאם למערכת C של יחידות.

המושג "טמפרטורת אפס מוחלטת" מגיע מהחוק השני של התרמודינמיקה. על פיו, תהליך העברת החום מגוף קר לחם הוא בלתי אפשרי. מושג זה הוצג על ידי הפיזיקאי האנגלי W. Thomson. על הישגיו בפיזיקה העניקה לו מלכת אנגליה את התואר האציל "לורד" ואת התואר "הברון קלווין". בשנת 1848, W. Thomson (קלווין) הציע להשתמש בסולם טמפרטורה, שבו הוא לקח את טמפרטורת האפס המוחלטת המקבילה לקור הקיצוני כנקודת ההתחלה, ולקח מעלות צלזיוס כמחיר החלוקה. יחידת קלווין היא 1/27316 מהטמפרטורה של הנקודה המשולשת של המים (כ-0 מעלות צלזיוס), כלומר. טמפרטורה שבה מים טהורים מידזה מגיע בשלוש צורות: קרח, מים נוזליים וקיטור. טמפרטורת האפס המוחלטת היא הטמפרטורה הנמוכה הנמוכה ביותר שבה נעצרת תנועת המולקולות, וכבר לא ניתן להפיק מהחומר אנרגיה תרמית. מאז, סולם הטמפרטורה המוחלט נקרא על שמו.

הטמפרטורה נמדדת בסולמות שונים

סולם הטמפרטורה הנפוץ ביותר נקרא סולם צלזיוס. הוא בנוי על שתי נקודות: על טמפרטורת מעבר הפאזות של מים מנוזל לאדים ומים לקרח. א' צלזיוס בשנת 1742 הציע לחלק את המרחק בין נקודות ייחוס ל-100 מרווחים, ולקחת את נקודת הרתיחה של המים כאפס, בעוד שנקודת הקיפאון היא 100 מעלות. אבל השבדי ק' לינאוס הציע לעשות את ההיפך. מאז, המים קופאים באפס מעלות A. צלזיוס. למרות שזה אמור לרתוח בדיוק בצלזיוס. האפס המוחלט בצלזיוס הוא מינוס 273.16 מעלות צלזיוס.

יש עוד כמה סולמות טמפרטורה: פרנהייט, ראומור, רנקין, ניוטון, רומר. יש להם נקודות ייחוס ומרווחי סולם שונים. לדוגמה, סולם Reaumur בנוי גם על אמות המידה של הרתחה והקפאה של מים, אבל יש לו 80 חטיבות. סולם פרנהייט, שהופיע ב-1724, משמש בחיי היומיום רק בחלק ממדינות העולם, כולל ארה"ב; נקודות התייחסות: האחת היא הטמפרטורה של תערובת קרח המים - אמוניה והשנייה היא הטמפרטורה של גוף האדם. הסולם מחולק למאה חטיבות. אפס צלזיוס מתאים ל-32 מעלות פרנהייט. ניתן לבצע את ההמרה של מעלות לפרנהייט באמצעות הנוסחה: F \u003d 1.8 C + 32. תרגום הפוך: C \u003d (F -32)/1, 8, כאשר: F - מעלות פרנהייט, C - מעלות צלזיוס. אם אתה עצלן מכדי לספור, עבור לשירות ההמרה המקוון של צלזיוס לפרנהייט. בתיבה, הקלד את מספר המעלות צלזיוס, לחץ על "חשב", בחר "פרנהייט" ולחץ על "התחל". התוצאה תופיע מיד.

סולם רנקין נקרא על שמו של הפיזיקאי האנגלי (ליתר דיוק הסקוטי) ויליאם ג'יי רנקין, בן זמנו לשעבר של קלווין ואחד מיוצרי התרמודינמיקה הטכנית. ישנן שלוש נקודות חשובות בסולם שלו: ההתחלה היא אפס מוחלט, נקודת הקיפאון של המים היא 491.67 מעלות רנקין ונקודת הרתיחה של המים היא 671.67 מעלות. מספר החלוקים בין הקפאת המים להרתחה שלהם ברנקין וגם בפרנהייט הוא 180.

רוב הסולמות הללו משמשים אך ורק על ידי פיזיקאים. ו-40% מתלמידי תיכון אמריקאים שנשאלו בימים אלה אמרו שהם לא יודעים מהי טמפרטורת האפס המוחלטת.