Абсолютная шкала температур. Абсолютный нуль

Рис. 1.9. Изобары

То, что все изобары сходятся в одной точке (рис. 1.9), не случайность, а закономер­ность, имеющая определенный физический смысл. Закон Гей-Люссака не отрицает воз­можности безграничного возрастания темпе­ратуры, ведь объем газа при возрастании температуры может неограниченно увеличи­ваться. Тем не менее при снижении тем­пературы он стремится к нулю и имеет гра­ницу (V = 0), поскольку не может быть отри­цательным.

В действительности реальные газы даже не могут достичь этой границы, поскольку их атомы и молекулы, хоть и маленькие по размеру, всё-таки имеют определенный объем.

Если в уравнении (V — V₀) / V₀ = αΔt, предпо­ложить, что V₀ — это объем газа при t₀ = 0°C, следовательно, Δt = t — t₀ = t, и приравнять его к нулю как нижней границе объема, то по­лучим значение самой низкой температуры по шкале Цельсия, которую могут иметь тела:

0 = V₀ • (1 + t / 273).

Отсюда

1 + t / 273 = 0, t = -273°C

Итак, температура может беспредельно по­вышаться, но в природе существует ее нижний предел — абсолютный нуль, ниже которого она не может опускаться. Вот почему изо­бары всех газов сходятся в одной точке на оси температур, которая равна —273°C.

Не все в мире от­носительно; существуют и абсо­лютные значения, в частности абсолютный нуль температур.

 Существование абсолютного нуля темпе­ратур было положено английским ученым У. Томсоном (Кельвином) в основу постро­ения абсолютной шкалы температур, ко­торая не зависит от свойств метрического тела и поэтому может считаться идеальной. Материал с сайта http://worldof.school

Рис. 1.10. Сравнение абсолютной шкалы температур и шкалы Цельсия

Уильям Томсон (лорд Кельвин) (1824 — 1907). Английский физик, один из ос­нователей термодинамики и молекулярно-кинетической теории, теории термо­электрических явлений, основ элект­ромагнитных колебаний. Сформулиро­вал второй закон термодинамики, ввел абсолютную шкалу температур (шкала Кельвина), открыл термодинамический эффект, вывел формулу периода соб­ственных электромагнитных колебаний в колебательном контуре, осуществил расчеты размеров молекул и т. д. За выдающиеся научные достижения по­лучил титул лорда Кельвина.

Точкой отсчета шкалы есть абсолютный нуль температуры, точное значение кото­рого равняется -273,15° С. Единицей изме­рения избрана величина, которая в СИ на­зывается кельвином (К); она по размеру равна градусу Цельсия (°С): 1 К = 1 °С. По­этому между абсолютной температурой Т и температурой по шкале Цельсия t суще­ствует простое соотношение (рис. 1.10):

T = t + 273.

Понятие абсолютной температуры широ­ко используют в термодинамике и молеку­лярной физике, поскольку оно имеет глубо­кий физический смысл и упрощает запись многих уравнений.

На этой странице материал по темам:

• Абсолютная температурная шкала физика шпаргалка

• Термодинамическая шкала температур абсолютный нуль конспект

• Термоэлектрическим явлениям и молекулярной физике

• Абсолютная шкала доклад

• Лекция абсолютная шкала температур

Вопросы по этому материалу:

• Почему существует нижняя граница и не существует верхней границы температур?

• Чему равняется абсолютный нуль температур по шкале Цельсия?

• Почему абсолютную шкалу температур можно считать идеальной?

• Какое соотношение существует между абсолютной темпера­турой и температурой по шкале Цельсия?

• В каких единицах измеряется абсолютная температура?