Absolutní nulová teplota – bod zastavení pohybu molekul

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-12 05:03

Pojem „teplota“se objevil v době, kdy si fyzici mysleli, že teplá tělesa se skládají z většího množství specifické látky – kalorické – než stejná tělesa, ale studená. A teplota byla interpretována jako hodnota odpovídající množství kalorií v těle. Od té doby se teplota jakéhokoli tělesa měří ve stupních. Ale ve skutečnosti je to míra kinetické energie pohybujících se molekul a na základě toho by měla být měřena v joulech, v souladu se systémem jednotek C.

Pojem „teplota absolutní nuly“pochází z druhého zákona termodynamiky. Proces přenosu tepla ze studeného tělesa na horké je podle ní nemožný. Tento pojem zavedl anglický fyzik W. Thomson. Za úspěchy ve fyzice mu anglická královna udělila šlechtický titul „Lord“a titul „Baron Kelvin“. V roce 1848 W. Thomson (Kelvin) navrhl použít teplotní stupnici, ve které vzal jako výchozí bod absolutní nulovou teplotu odpovídající extrémnímu chladu a jako cenu divize vzal stupně Celsia. Jednotkou Kelvina je 1/27316 teploty trojného bodu vody (asi 0 stupňů C), tzn. teplota, při které okamžitě čistá vodaDodává se ve třech formách: led, kapalná voda a pára. Teplota absolutní nuly je nejnižší možná nízká teplota, při které se pohyb molekul zastaví a z látky již není možné extrahovat tepelnou energii. Od té doby je po něm pojmenována absolutní teplotní stupnice.

Teplota se měří na různých stupnicích

Nejběžněji používaná teplotní stupnice se nazývá Celsiova stupnice. Je postaven na dvou bodech: na teplotě fázového přechodu vody z kapaliny do páry a vody do ledu. A. Celsius v roce 1742 navrhl rozdělit vzdálenost mezi referenčními body na 100 intervalů a považovat bod varu vody za nulový, zatímco bod mrazu je 100 stupňů. Ale Švéd K. Linné navrhl udělat opak. Od té doby voda zamrzá při nule stupňů A. Celsia. I když by měla vařit přesně ve stupních Celsia. Absolutní nula ve stupních Celsia je minus 273,16 stupňů Celsia.

Existuje několik dalších teplotních stupnic: Fahrenheit, Réaumur, Rankine, Newton, Roemer. Mají různé referenční body a intervaly stupnice. Například stupnice Reaumur je také postavena na měřítkách varu a zmrazování vody, ale má 80 dílků. Stupnice Fahrenheita, která se objevila v roce 1724, se v každodenním životě používá pouze v některých zemích světa, včetně USA; referenční body: jedním je teplota směsi vodního ledu – čpavku a druhým je teplota lidského těla. Stupnice je rozdělena do sta dílků. Nula Celsia odpovídá 32 stupňům Fahrenheita. Převod stupňů na Fahrenheita lze provést pomocí vzorce: F \u003d 1,8 C + 32. Reverzní překlad: C \u003d (F -32)/1, 8, kde: F - stupně Fahrenheita, C - stupně Celsia. Pokud jste příliš líní počítat, přejděte na online službu převodu stupňů Celsia na Fahrenheita. Do pole zadejte počet stupňů Celsia, klikněte na „Vypočítat“, vyberte „Fahrenheit“a klikněte na „Start“. Výsledek se objeví okamžitě.

Rankinova stupnice je pojmenována po anglickém (přesněji skotském) fyzikovi Williamu J. Rankinovi, bývalém Kelvinově současníkovi a jednom z tvůrců technické termodynamiky. Na jeho stupnici jsou tři důležité body: začátek je absolutní nula, bod tuhnutí vody je 491,67 stupňů Rankine a bod varu vody je 671,67 stupňů. Počet dílků mezi zmrznutím vody a jejím varem v Rankinu i Fahrenheitu je 180.

Většinu těchto vah používají výhradně fyzici. A 40 % amerických středoškoláků dotazovaných v těchto dnech uvedlo, že nevědí, co je teplota absolutní nuly.