Absoluutne null Kelvini skaalal. Absoluutne null: avastamise ajalugu ja peamine rakendus

12.10.2019

Ükskõik milline füüsiline keha, sealhulgas kõigil universumi objektidel, on minimaalse temperatuuri indikaator või selle piir. Mis tahes temperatuuriskaala lähtepunktiks loetakse absoluutse nulltemperatuuri väärtust. Kuid see on ainult teoreetiline. Praegu energiast loobuvate aatomite ja molekulide kaootiline liikumine pole praktikas veel peatatud.

See on peamine põhjus, miks absoluutset nulltemperatuuri ei saavutata. Selle protsessi tagajärgede üle vaieldakse endiselt. Termodünaamika seisukohalt on see piir saavutamatu, kuna aatomite ja molekulide termiline liikumine peatub täielikult ning moodustub kristallvõre.

esindajad kvantfüüsika ette näha minimaalsete nullvõnkumiste olemasolu absoluutse nulltemperatuuri juures.

Mis on absoluutse nulltemperatuuri väärtus ja miks seda ei ole võimalik saavutada

Kaalude ja mõõtude peakonverentsil kehtestati esmakordselt võrdlus- ehk võrdluspunkt temperatuurinäitajaid määravatele mõõteriistadele.

Hetkel sees Rahvusvaheline süsteemühikut, Celsiuse skaala võrdluspunktiks on külmutamisel 0 °C ja keemise ajal 100 °C, absoluutse nulltemperatuuri väärtus võrdub –273,15 °C.

Kasutades sama rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi Kelvini skaala temperatuuriväärtusi, keeb vesi kontrollväärtusel 99,975 ° C, absoluutne null võrdub 0. Fahrenheiti skaalal vastab -459,67 kraadile.

Aga kui need andmed saadakse, siis miks on siis praktikas võimatu saavutada absoluutset nulltemperatuuri? Võrdluseks võib võtta üldtuntud valguse kiiruse, mis võrdub püsiva füüsilise väärtusega 1 079 252 848,8 km/h.

Seda väärtust ei saa aga praktikas saavutada. See sõltub ülekande lainepikkusest, tingimustest ja nõutavast neeldumisest suur kogus energia osakesed. Absoluutse nulltemperatuuri väärtuse saamiseks on vaja suurt energiaväljundit ja selle allikate puudumist, mis takistaksid selle sisenemist aatomitesse ja molekulidesse.

Kuid isegi täieliku vaakumi tingimustes ei suutnud teadlased saada ei valguse kiirust ega absoluutset nulltemperatuuri.

Miks on võimalik saavutada ligikaudu nulltemperatuuri, kuid mitte absoluutset nulli?

Mis saab siis, kui teadus läheneb ülima saavutamisele madal määr absoluutse nulli temperatuur, jääb seni vaid termodünaamika ja kvantfüüsika teooriasse. Mis on põhjus, miks absoluutset nulltemperatuuri praktikas saavutada ei saa.

Kõik teadaolevad katsed jahutada ainet madalaima piirini maksimaalse energiakao tõttu viisid selleni, et ka aine soojusmahtuvus saavutas miinimumväärtuse. Molekulid lihtsalt ei suutnud enam järelejäänud energiat ära anda. Selle tulemusena peatus jahutusprotsess absoluutse nullini jõudmata.

Uurides metallide käitumist absoluutse nulltemperatuuri lähedastes tingimustes, leidsid teadlased, et maksimaalne temperatuuri langus peaks provotseerima takistuse kaotust.

Kuid aatomite ja molekulide liikumise peatumine viis ainult nende tekkeni kristallvõre, mille kaudu edastasid elektronid osa oma energiast statsionaarsetele aatomitele. Jällegi ei õnnestunud absoluutsesse nulli jõuda.

2003. aastal jäi temperatuur absoluutsest nullist puudu vaid pool miljardit 1°C. NASA teadlased kasutasid katsete läbiviimiseks Na molekuli, mis oli alati magnetväljas ja andis oma energia ära.

Lähima saavutuse saavutasid Yale'i ülikooli teadlased, kes saavutasid 2014. aastal näitaja 0,0025 kelvinit. Saadud ühend strontsiummonofluoriid (SrF) kestis vaid 2,5 sekundit. Ja lõpuks lagunes see ikkagi aatomiteks.

- 48,67 Kb

Föderaalne riigieelarveline kõrgharidusasutus

"Voroneži Riiklik Pedagoogikaülikool"

Üldfüüsika osakond

teemal: “Absoluutne nulltemperatuur”

Lõpetanud: 1. kursuse üliõpilane, FMF,

PI, Kondratenko Irina Aleksandrovna

Kontrollis: üldosakonna assistent

füüsikud Afonin G.V.

Voronež-2013

Sissejuhatus………………………………………………………. 3

1. Absoluutne null…………………………………………………4

2. Ajalugu…………………………………………………………6

3. Absoluutse nulli lähedal täheldatud nähtused………..9

Järeldus ……………………………………………………… 11

Kasutatud kirjanduse loetelu…………………………..12

Sissejuhatus

Teadlased on aastaid liikunud absoluutse nulltemperatuuri poole. Nagu teada, iseloomustab absoluutse nulliga võrdne temperatuur paljude osakeste süsteemi põhiolekut - madalaima võimaliku energiaga olekut, mille juures aatomid ja molekulid sooritavad nn nullvibratsiooni. Seega avab absoluutse nulli lähedale jääv sügavjahutus (absoluutset nulli ennast praktikas arvatakse olevat kättesaamatu) piiramatud võimalused aine omaduste uurimiseks.

1. Absoluutne null

Absoluutne nulltemperatuur (harvemini absoluutne nulltemperatuur) on minimaalne temperatuuripiir, mis universumi füüsilisel kehal võib olla. Absoluutne null on absoluutse temperatuuriskaala, näiteks Kelvini skaala, lähtepunkt. 1954. aastal kehtestas X kaalude ja mõõtude peakonverents termodünaamilise temperatuuriskaala ühe võrdluspunktiga - vee kolmikpunktiga, mille temperatuuriks võeti 273,16 K (täpne), mis vastab 0,01 °C-le, nii et Celsiuse skaalal vastab temperatuur absoluutsele nullile –273,15 °C.

Termodünaamika rakendatavuse raames on absoluutne null praktikas saavutamatu. Selle olemasolu ja asukoht temperatuuriskaalal tuleneb vaadeldud füüsikaliste nähtuste ekstrapoleerimisest ja selline ekstrapoleerimine näitab, et absoluutse nulli juures peaks aine molekulide ja aatomite soojusliikumise energia olema võrdne nulliga, see tähendab osakeste kaootilise liikumisega. peatub ja nad moodustavad korrastatud struktuuri, hõivates kristallvõre sõlmedes selge asukoha (vedel heelium on erand). Kvantfüüsika seisukohalt ja absoluutse nulltemperatuuri juures on aga nullvõnkumised, mida põhjustavad osakeste kvantomadused ja neid ümbritsev füüsikaline vaakum.

Kuna süsteemi temperatuur kipub olema absoluutne null, siis nullivad ka selle entroopia, soojusmahtuvus ja soojuspaisumistegur ning süsteemi moodustavate osakeste kaootiline liikumine peatub. Ühesõnaga, ainest saab ülijuhtivuse ja ülivoolavusega üliaine.

Absoluutne nulltemperatuur on praktikas saavutamatu ja sellele ülilähedaste temperatuuride saamine kujutab endast keerukat eksperimentaalset probleemi, kuid juba on saadud temperatuure, mis jäävad absoluutsest nullist vaid miljondikkraadi kaugusele. .

Leiame absoluutse nulli väärtuse Celsiuse skaalal, võrdsustades ruumala V nulliga ja võttes arvesse, et

Seega on absoluutse nulli temperatuur -273 °C.

See on äärmuslik, madalaim temperatuur looduses, see "külma suurim või viimane aste", mille olemasolu ennustas Lomonosov.

Joonis 1. Absoluutne ja Celsiuse skaala

Üksus absoluutne temperatuur SI süsteemis nimetatakse seda kelviniks (lühendatult K). Seetõttu võrdub üks kraad Celsiuse skaalal ühe kraadiga Kelvini skaalal: 1 °C = 1 K.

Seega on absoluutne temperatuur tuletissuurus, mis sõltub Celsiuse temperatuurist ja katseliselt määratud a väärtusest. See on aga põhimõttelise tähtsusega.

Molekulaarkineetilise teooria seisukohalt on absoluutne temperatuur seotud keskmisega kineetiline energia aatomite või molekulide kaootiline liikumine. Temperatuuril T = 0 K molekulide termiline liikumine peatub.

2. Ajalugu

Füüsikaline mõiste "absoluutne nulltemperatuur" on kaasaegse teaduse jaoks väga oluline. oluline: sellega on tihedalt seotud ülijuhtivuse mõiste, mille avastamine tekitas kahekümnenda sajandi teisel poolel tõelise sensatsiooni.

Et mõista, mis on absoluutne null, tuleks pöörduda selliste kuulsate füüsikute nagu G. Fahrenheiti, A. Celsiuse, J. Gay-Lussaci ja W. Thomsoni tööde poole. Need mängisid võtmerolli praegugi kasutusel olevate peamiste temperatuuriskaalade loomisel.

Esimesena pakkus välja oma temperatuuriskaala saksa füüsik G. Fahrenheit 1714. aastal. Samal ajal võeti lund ja ammoniaaki sisaldava segu temperatuur absoluutseks nulliks ehk selle skaala madalaimaks punktiks. Järgmine oluline näitaja oli normaalne temperatuur inimkeha, mis võrdus 1000-ga. Sellest lähtuvalt nimetati selle skaala iga jaotust “Fahrenheiti kraadiks” ja skaala ennast “Fahrenheiti skaala”.

30 aastat hiljem pakkus Rootsi astronoom A. Celsius välja oma temperatuuriskaala, kus põhipunktid olid jää sulamistemperatuur ja vee keemistemperatuur. Seda skaalat nimetati Celsiuse skaalaks; see on endiselt populaarne enamikus maailma riikides, sealhulgas Venemaal.

1802. aastal avastas prantsuse teadlane J. Gay-Lussac oma kuulsaid katseid tehes, et konstantsel rõhul oleva gaasi maht sõltub otseselt temperatuurist. Kuid kõige kurioossem oli see, et kui temperatuur muutus 10 Celsiuse võrra, suurenes või vähenes gaasi maht sama palju. Pärast vajalike arvutuste tegemist leidis Gay-Lussac, et see väärtus on võrdne 1/273 gaasi mahust. See seadus viis ilmselgele järeldusele: temperatuur -273°C on madalaim temperatuur, isegi kui sellele lähedale jõuate, on seda võimatu saavutada. Seda temperatuuri nimetatakse absoluutseks nulltemperatuuriks. Veelgi enam, absoluutsest nullist sai lähtepunkt absoluutse temperatuuriskaala loomisel, millest võttis aktiivselt osa inglise füüsik W. Thomson, tuntud ka kui Lord Kelvin. Tema peamine uurimistöö puudutas tõestamist, et looduses ei saa ühtki keha jahutada alla absoluutse nulli. Samal ajal kasutas ta aktiivselt termodünaamika teist seadust, seetõttu hakati 1848. aastal kasutusele võetud absoluutse temperatuuri skaalat nimetama termodünaamiliseks või "Kelvini skaalaks". Järgnevatel aastatel ja aastakümnetel selgitati kontseptsiooni ainult numbriliselt. tekkis "absoluutne null".

Joonis 2. Fahrenheiti (F), Celsiuse (C) ja Kelvini (K) temperatuuriskaala suhe.

Samuti väärib märkimist, et absoluutne null mängib SI-süsteemis väga olulist rolli. Asi on selles, et 1960. aastal, järgmisel kaalude ja mõõtude peakonverentsil, sai termodünaamilise temperatuuri ühik – kelvin – üheks kuuest põhimõõtühikust. Samas oli spetsiaalselt ette nähtud, et üks kelvinikraad

on arvuliselt võrdne ühe Celsiuse kraadiga, kuid võrdluspunktiks "Kelvinites" peetakse tavaliselt absoluutset nulli.

Absoluutse nulli põhiline füüsikaline tähendus seisneb selles, et füüsikaliste põhiseaduste kohaselt on sellisel temperatuuril elementaarosakeste, nagu aatomid ja molekulid, liikumisenergia null ja sel juhul peaks nende samade osakeste igasugune kaootiline liikumine. lõpetada. Absoluutse nulliga võrdsel temperatuuril peavad aatomid ja molekulid võtma kristallvõre põhipunktides selge asukoha, moodustades korrastatud süsteemi.

Tänapäeval on teadlastel õnnestunud eriseadmete abil saavutada temperatuure, mis on vaid mõne miljoniosa võrra üle absoluutse nulli. Seda väärtust on termodünaamika teise seaduse tõttu füüsiliselt võimatu ise saavutada.

3. Absoluutse nulli lähedal täheldatud nähtused

Absoluutsele nullile lähedasel temperatuuril võib makroskoopilisel tasemel täheldada puhtalt kvantefekte, näiteks:

1. Ülijuhtivus on mõnede materjalide omadus omada rangelt nulli elektritakistust, kui need saavutavad temperatuuri alla teatud väärtuse (kriitiline temperatuur). Teada on mitusada ühendit, puhast elementi, sulamit ja keraamikat, mis muutuvad ülijuhtivaks olekuks.

Ülijuhtivus on kvantnähtus. Seda iseloomustab ka Meissneri efekt, mis seisneb magnetvälja täielikus nihkumises ülijuhi mahust. Selle efekti olemasolu näitab, et ülijuhtivust ei saa kirjeldada lihtsalt kui ideaalset juhtivust klassikalises mõttes. Avamine aastatel 1986-1993. hulk kõrgtemperatuurilisi ülijuhte (HTSC) on ülijuhtivuse temperatuuripiiri kaugele tagasi lükanud ja võimaldanud ülijuhtivaid materjale praktiliselt kasutada mitte ainult vedela heeliumi temperatuuril (4,2 K), vaid ka vedeliku keemistemperatuuril. lämmastik (77 K), palju odavam krüogeenne vedelik.

2.Ülivoolavus – aine võime eritingimus(kvantvedelik), mis tekib siis, kui temperatuur langeb absoluutse nullini (termodünaamiline faas), voolab hõõrdumiseta läbi kitsaste pilude ja kapillaaride. Kuni viimase ajani oli ülivoolavus tuntud ainult vedela heeliumi kohta, kuid aastal viimased aastadülifluidsust avastati ka teistes süsteemides: haruldaste aatomi Bose kondensaatides ja tahkes heeliumis.

Ülivedelikku selgitatakse järgmiselt. Kuna heeliumi aatomid on bosonid, võimaldab kvantmehaanika suvalisel arvul osakestel olla samas olekus. Absoluutse nulli temperatuuri lähedal on kõik heeliumi aatomid maapealses energiaseisundis. Kuna olekute energia on diskreetne, ei saa aatom vastu võtta mis tahes energiat, vaid ainult sellist, mis on võrdne külgnevate energiatasemete vahelise energiavahega. Kuid madalatel temperatuuridel võib kokkupõrkeenergia olla sellest väärtusest väiksem, mille tagajärjel energia hajumist lihtsalt ei toimu. Vedelik hakkab voolama ilma hõõrdumiseta.

3. Bose – Einsteini kondensaat – agregatsiooni olek bosonitel põhinev aine, mis on jahutatud absoluutse nulli lähedase temperatuurini (vähem kui miljondik kraadi üle absoluutse nulli). Sellises tugevalt jahutatud olekus satub piisavalt suur hulk aatomeid oma minimaalsesse võimalikku kvantolekusse ja kvantefektid hakkavad avalduma makroskoopilisel tasandil.

Järeldus

Aine absoluutse nullilähedaste omaduste uurimine pakub teaduse ja tehnoloogia jaoks suurt huvi.

Aine paljud omadused, mida toatemperatuuril varjavad soojusnähtused (näiteks soojusmüra), hakkavad temperatuuri langedes üha enam avalduma, võimaldades puhtal kujul uurida antud ainele omaseid mustreid ja seoseid. Teadusuuringud madalate temperatuuride vallas on võimaldanud avastada palju uusi loodusnähtusi, nagu heeliumi ülivoolavus ja metallide ülijuhtivus.

Madalatel temperatuuridel muutuvad materjalide omadused dramaatiliselt. Mõned metallid suurendavad oma tugevust ja muutuvad plastiliseks, teised aga muutuvad rabedaks, nagu klaas.

Füüsikalis-keemiliste omaduste uurimine madalatel temperatuuridel võimaldab tulevikus luua uusi etteantud omadustega aineid. Kõik see on kosmoselaevade, jaamade ja instrumentide projekteerimisel ja loomisel väga väärtuslik.

Teatavasti on kosmiliste kehade radariuuringute käigus vastuvõetav raadiosignaal väga väike ja seda on raske erinevatest müradest eristada. Teadlaste hiljuti loodud molekulaarostsillaatorid ja -võimendid töötavad väga madalatel temperatuuridel ja seetõttu on neil väga madal müratase.

Madala temperatuuriga elektri- ja magnetilised omadused metallid, pooljuhid ja dielektrikud võimaldavad välja töötada põhimõtteliselt uusi mikroskoopiliste mõõtmetega raadiotehnika seadmeid.

Ülimadalaid temperatuure kasutatakse vaakumi loomiseks, mis on vajalik näiteks hiiglaslike tuumaosakeste kiirendite töötamiseks.

Bibliograafia

http://wikipedia.org
http://rudocs.exdat.com
http://fb.ru

Lühike kirjeldus

ABSOLUUTNE NULL

ABSOLUUTNE NULL, temperatuur, mille juures süsteemi kõikidel komponentidel on KVANTMEHAANIKA seadustega lubatud kõige väiksem energiahulk; null Kelvini temperatuuriskaalal ehk -273,15°C (-459,67° Fahrenheiti järgi). Sellel temperatuuril on süsteemi entroopia lõpuleviimiseks sobiv energia hulk kasulikku tööd, - võrdub ka nulliga, kuigi kokku süsteemi energia võib nullist erineda.

Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik.

Vaadake, mis on "ABSOLUUTNE NULL" teistes sõnaraamatutes:

Temperatuur on minimaalne temperatuuripiir, mis füüsilisel kehal võib olla. Absoluutne null on absoluutse temperatuuriskaala, näiteks Kelvini skaala, lähtepunktiks. Celsiuse skaalal vastab absoluutne null temperatuurile –273 ... Wikipedia

ABSOLUUTNE NULLTEMPERATUUR- termodünaamilise temperatuuriskaala algus; mis asub 273,16 K (Kelvin) allpool (vt) vett, s.o. võrdne 273,16 °C (Celsiuse järgi). Absoluutne null äärmus madal temperatuur, looduses ja praktiliselt kättesaamatu... Suur polütehniline entsüklopeedia

See on minimaalne temperatuuripiir, mis füüsilisel kehal võib olla. Absoluutne null on absoluutse temperatuuriskaala, näiteks Kelvini skaala, lähtepunktiks. Celsiuse skaalal vastab absoluutne null temperatuurile –273,15 °C.... ... Wikipedia

Absoluutne nulltemperatuur on minimaalne temperatuuripiir, mis füüsilisel kehal võib olla. Absoluutne null on absoluutse temperatuuriskaala, näiteks Kelvini skaala, lähtepunktiks. Celsiuse skaalal vastab absoluutne null... ... Wikipediale

Razg. Tähelepanuta jäetud Ebaoluline, tähtsusetu inimene. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

null- absoluutne null… Vene idioomide sõnastik

Null ja null nimisõna, m., kasutatud. võrdlema sageli Morfoloogia: (ei) mida? null ja null, miks? null ja null, (vaata) mida? null ja null, mis? null ja null, kuidas on? umbes null, null; pl. Mida? nullid ja nullid, (ei) mis? nullid ja nullid, miks? nullid ja nullid, (ma näen)…… Sõnastik Dmitrijeva

Absoluutne null (null). Razg. Tähelepanuta jäetud Ebaoluline, tähtsusetu inimene. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 V null. 1. Jarg. nad ütlesid Nalja tegemine. raud. Raske joobeseisundi kohta. Juganovs, 471; Vakhitov 2003, 22. 2. Žarg. muusika Täpselt, täielikus kooskõlas ... ... Suur sõnaraamat Vene ütlused

absoluutne- absoluutne absurd, absoluutne autoriteet, absoluutne laitmatus, absoluutne korralagedus, absoluutne väljamõeldis, absoluutne puutumatus, absoluutne juht, absoluutne miinimum, absoluutne monarh, absoluutne moraal, absoluutne null… Vene idioomide sõnastik

Raamatud

Absoluutne null, absoluutne Pavel. Nes'i rassi hullu teadlase kogu loomingu eluiga on väga lühike. Kuid järgmisel katsel on võimalus eksisteerida. Mis teda ees ootab?...

Kas olete kunagi mõelnud, kui madal temperatuur võib olla? Mis on absoluutne null? Kas inimkond suudab seda kunagi saavutada ja millised võimalused avanevad pärast sellist avastust? Need ja teised sarnased küsimused on pikka aega vaevanud paljude füüsikute ja lihtsalt uudishimulike inimeste meelt.

Mis on absoluutne null

Isegi kui teile lapsepõlvest peale füüsika ei meeldinud, olete ilmselt temperatuuri mõistega tuttav. Tänu molekulaarkineetilisele teooriale teame nüüd, et selle ning molekulide ja aatomite liikumise vahel on teatav staatiline seos: mida kõrgem on mis tahes füüsilise keha temperatuur, seda kiiremini liiguvad selle aatomid ja vastupidi. Tekib küsimus: "Kas on olemas selline alumine piir, mille juures elementaarosakesed paigal külmuvad?" Teadlased usuvad, et see on teoreetiliselt võimalik, termomeetri näit on -273,15 kraadi Celsiuse järgi. Seda väärtust nimetatakse absoluutseks nulliks. Teisisõnu, see on minimaalne võimalik piir, milleni füüsilist keha saab jahutada. On isegi absoluutne temperatuuriskaala (Kelvini skaala), milles absoluutne null on võrdluspunktiks ja skaala ühikujaotus võrdub ühe kraadiga. Teadlased üle maailma ei lakka selle väärtuse saavutamiseks töötamast, kuna see tõotab inimkonnale tohutuid väljavaateid.

Miks see nii oluline on

Ülimadalad ja ülikõrged temperatuurid on tihedalt seotud ülivoolavuse ja ülijuhtivuse mõistetega. Ülijuhtide elektritakistuse kadumine võimaldab saavutada mõeldamatuid efektiivsusväärtusi ja kõrvaldada kõik energiakadud. Kui leiaksime viisi, mis võimaldaks meil vabalt "absoluutse nulli" väärtuseni jõuda, oleks paljud inimkonna probleemid lahendatud. Rööbaste kohal hõljuvad rongid, kergemad ja väiksemad mootorid, trafod ja generaatorid, ülitäpne magnetoentsefalograafia, ülitäpsed kellad – need on vaid mõned näited sellest, mida ülijuhtivus meie ellu võib tuua.

Viimased teaduslikud edusammud

2003. aasta septembris suutsid MIT ja NASA teadlased jahutada naatriumgaasi rekordiliselt madalale tasemele. Eksperimendi käigus jäi neil finišijoonest (absoluutnull) puudu vaid pool miljardikraadist. Katsete ajal oli naatrium pidevalt magnetväljas, mis ei lasknud tal kokku puutuda anuma seintega. Kui oleks võimalik temperatuuribarjääri ületada, peatuks gaasis molekulaarne liikumine täielikult, sest selline jahutamine tõmbaks kogu energia naatriumist välja. Teadlased kasutasid tehnikat, mille autor (Wolfgang Ketterle) sai 2001. aastal Nobeli preemia füüsikas. Testide võtmepunkt oli gaasiprotsessid Bose-Einsteini kondensatsioon. Vahepeal pole keegi veel tühistanud termodünaamika kolmandat seadust, mille kohaselt absoluutne null pole mitte ainult ületamatu, vaid ka kättesaamatu väärtus. Lisaks kehtib Heisenbergi määramatuse põhimõte ja aatomid lihtsalt ei saa oma jälgedes surnud peatuda. Seega jääb absoluutne nulltemperatuur praegu teadusele kättesaamatuks, kuigi teadlased on suutnud sellele läheneda tühise kauguseni.

Jää sulamise ja keeva vee punktide valik temperatuuriskaala põhipunktideks on täiesti meelevaldne. Sel viisil saadud temperatuuriskaala osutus teoreetiliste uuringute jaoks ebamugavaks.

Termodünaamika seaduste põhjal õnnestus Kelvinil konstrueerida nn absoluutne temperatuuriskaala (praegu nimetatakse seda termodünaamilise temperatuuri skaalaks või Kelvini skaalaks), mis on täiesti sõltumatu kas termomeetrilise keha olemusest või valitud termomeetrilisest parameetrist. Sellise skaala konstrueerimise põhimõte ulatub aga kooli õppekavast kaugemale. Vaatleme seda probleemi muude kaalutluste põhjal.

Valem (2) eeldab kahte võimalikud viisid temperatuuriskaala loomine: teatud koguse gaasi rõhumuutuse kasutamine konstantsel ruumalal või ruumala muutusel konstantsel rõhul. Seda skaalat nimetatakse Ideaalse gaasi temperatuuri skaala.

Võrdusega (2) määratud temperatuuri nimetatakse absoluutne temperatuur. Absoluutne temperatuur Τ ei saa olla negatiivne, kuna võrdsuse (2) vasakul poolel on ilmselgelt positiivsed suurused (täpsemalt ei saa sellel olla erinevaid märke; see võib olla kas positiivne või negatiivne. See sõltub konstandi märgi valikust k. Kuna lepiti kokku, et kolmikpunkti temperatuuri tuleb lugeda positiivseks, saab absoluutne temperatuur olla ainult positiivne). Seetõttu madalaim võimalik temperatuuri väärtus T= 0 on temperatuur, kui rõhk või maht on null.

Piirtemperatuuri, mille juures ideaalgaasi rõhk fikseeritud ruumala juures kaob või ideaalgaasi ruumala kipub muutuma nulliks (st gaas tuleks konstantsel rõhul kokku suruda "punktiks"), nimetatakse nn. absoluutne null. See on looduse madalaim temperatuur.

Võrdusest (3), võttes arvesse, et \(~\mathcal h W_K \mathcal i = \frac(m_0 \mathcal h \upsilon^2 \mathcal i)(2)\) , järgneb absoluutse nulli füüsiline tähendus: absoluutne null – temperatuur, mille juures molekulide termiline translatsiooniline liikumine peaks lõppema. Absoluutne null on kättesaamatu.

Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI) kasutab absoluutset termodünaamilist temperatuuriskaalat. Sellel skaalal võetakse nulltemperatuuriks absoluutne null. Temperatuur, mille juures nad on dünaamiline tasakaal vesi, jää ja küllastunud aur, nn kolmikpunkt (Celsiuse skaalal on kolmikpunkti temperatuur 0,01 ° C). Iga absoluutse temperatuuri ühik, mida nimetatakse Kelviniks (sümboliseerib 1 K), on võrdne Celsiuse kraadiga.

Kastes gaasitermomeetri pirni sulavasse jäässe ja seejärel normaalsel temperatuuril keevasse vette atmosfääri rõhk, leidis, et teisel juhul on gaasirõhk 1,3661 korda suurem kui esimesel. Seda arvesse võttes ja valemit (2) kasutades saame määrata, et jää sulamistemperatuur T 0 = 273,15 K.

Tõepoolest, kirjutagem võrrand (2) temperatuuri jaoks T 0 jää sulamis- ja vee keemistemperatuur ( T 0 + 100):

\(~\frac(p_1V)(N) = kT_0 ;\) \(~\frac(p_2V)(N) = k(T_0 + 100) .\)

Jagades teise võrrandi esimesega, saame:

\(~\frac(p_2)(p_1) = \frac(T_0 + 100)(T_0) .\)

\(~T_0 = \frac(100)(\frac(p_2)(p_1) - 1) = \frac(100)(1,3661 - 1) = 273,15 K.\)

Joonisel 2 on kujutatud Celsiuse skaala ja termodünaamilise skaala skemaatiline diagramm.