>

Absoluutse nulltemperatuuri mõiste. Absoluutne null

Absoluutne null vastab temperatuurile –273,15 °C.

Arvatakse, et absoluutne null praktikas kättesaamatu. Selle olemasolu ja asukoht temperatuuriskaalal tuleneb vaadeldava ekstrapoleerimisest füüsikalised nähtused, samas kui selline ekstrapoleerimine näitab, et absoluutses nullis peaks aine molekulide ja aatomite soojusliikumise energia olema võrdne nulliga, see tähendab, et osakeste kaootiline liikumine peatub ja nad moodustavad järjestatud struktuuri, hõivates selge asukoha. kristallvõre sõlmed. Kuid tegelikult säilivad isegi absoluutse nulltemperatuuri korral aine moodustavate osakeste korrapärased liikumised. Ülejäänud võnkumised, näiteks nullpunkti võnkumised, on tingitud osakeste kvantomadustest ja neid ümbritsevast füüsikalisest vaakumist.

Praegu on füüsikalistes laborites olnud võimalik saavutada absoluutset nulli ületavaid temperatuure vaid mõne miljondik kraadi võrra; seda ise saavutada termodünaamika seaduste järgi on võimatu.

Märkmed

Kirjandus

  • G. Burmin. Rünnak absoluutsele nullile. - M.: "Lastekirjandus", 1983.

Vaata ka

Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

Vaadake, mis on "absoluutne null" teistes sõnaraamatutes:

    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... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik

    Temperatuur on minimaalne temperatuuripiirang, mis võib olla füüsiline keha. 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?...

Absoluutne null – võrdluspunkt absoluutne temperatuur, alustades aruannet temperatuurilt 273,16 K allpool vee kolmikpunkti (kolme faasi – jää, vesi ja veeaur – tasakaalupunkt); Absoluutsel nullpunktil molekulide liikumine peatub ja nad on nullliikumise olekus. Või: madalaim temperatuur, mille juures aine soojusenergiat ei sisalda.

Absoluutne null Alusta absoluutse temperatuuri näit. Vastab –273,16 °C-le. Praegu on füüsikalistes laborites suudetud saavutada absoluutset nulli ületavat temperatuuri vaid mõne miljondik kraadi võrra, kuid termodünaamika seaduste järgi on seda võimatu saavutada. Absoluutse nulli juures oleks süsteem võimalikult madala energiaga olekus (selles olekus aatomid ja molekulid sooritaksid nullvibratsiooni) ja entroopia oleks null (null häire). Ideaalse gaasi ruumala absoluutse nulli punktis peab olema võrdne nulliga ja selle punkti määramiseks mõõdetakse tegeliku heeliumgaasi ruumala järjestikused temperatuuri alandamine, kuni see veeldub madalal rõhul (-268,9 ° C) ja ekstrapoleeritakse temperatuurile, mille juures gaasi maht muutuks veeldamise puudumisel nulliks. Absoluutne temperatuur termodünaamiline skaalat mõõdetakse kelvinites, mis on tähistatud sümboliga K. Absoluutne termodünaamiline skaala ja Celsiuse skaala on lihtsalt üksteisest nihutatud ja on seotud suhtega K = °C + 273,16 °.

Lugu

Sõna "temperatuur" tekkis neil päevil, mil inimesed uskusid, et kuumemad kehad sisaldavad endas suur kogus eriline aine - kalorsus, kui vähem kuumutatud. Seetõttu tajuti temperatuuri kehaaine ja kalorite segu tugevusena. Sel põhjusel nimetatakse alkohoolsete jookide kanguse ja temperatuuri mõõtühikuid samadeks - kraadideks.

Sellest, et temperatuur on kineetiline energia molekulide puhul on selge, et kõige loomulikum on mõõta seda energiaühikutes (st. SI-süsteemis džaulides). Temperatuuri mõõtmine algas aga ammu enne molekulaarkineetilise teooria loomist, mistõttu praktilised kaalud mõõdavad temperatuuri tavaühikutes – kraadides.

Kelvini skaala

Termodünaamikas kasutatakse Kelvini skaalat, kus temperatuuri mõõdetakse absoluutsest nullist (keha minimaalsele teoreetiliselt võimalikule siseenergiale vastav olek) ja üks kelvin on võrdne 1/273,16 kaugusest absoluutsest nullist kolmikpunktini. vesi (olek, milles jää, vesi ja veepaarid on tasakaalus). Boltzmanni konstanti kasutatakse kelvinite teisendamiseks energiaühikuteks. Kasutatakse ka tuletatud ühikuid: kilokelvin, megakelvin, millikelvin jne.

Celsiuse järgi

Igapäevaelus kasutatakse Celsiuse skaalat, kus vee külmumistemperatuuriks võetakse 0, vee keemistemperatuuriks 100°. atmosfääri rõhk. Kuna vee külmumis- ja keemistemperatuurid pole täpselt määratletud, määratakse Celsiuse skaala praegu Kelvini skaala abil: Celsiuse kraad on võrdne kelviniga, absoluutseks nulliks võetakse –273,15 °C. Celsiuse skaala on praktiliselt väga mugav, kuna vesi on meie planeedil väga levinud ja meie elu põhineb sellel. Null Celsiuse temperatuur on meteoroloogia jaoks eriline punkt, kuna atmosfäärivee külmumine muudab kõike oluliselt.

Fahrenheiti järgi

Inglismaal ja eriti USA-s kasutatakse Fahrenheiti skaalat. See skaala jagab intervalli 100 kraadiga linna kõige külmema talve temperatuurist, kus Fahrenheiti elas, temperatuurini Inimkeha. Null Celsiuse kraadi on 32 kraadi Fahrenheiti järgi ja Fahrenheiti kraad on võrdne 5/9 kraadi Celsiuse järgi.

Fahrenheiti skaala praegune määratlus on järgmine: see on temperatuuriskaala, milles 1 kraad (1 °F) võrdub 1/180 vee keemistemperatuuri ja jää sulamistemperatuuri erinevusega atmosfäärirõhul ja jää sulamistemperatuur on +32 °F. Temperatuur Fahrenheiti skaalal on seotud temperatuuriga Celsiuse skaalal (t °C) suhtega t °C = 5/9 (t °F – 32), 1 °F = 5/9 °C. G. Fahrenheiti ettepaneku 1724. aastal.

Reaumur skaala

Esitas 1730. aastal R. A. Reaumur, kes kirjeldas enda leiutatud alkoholitermomeetrit.

Ühik on Reaumur (°R), 1 °R võrdub 1/80 võrdluspunktide – jää sulamistemperatuuri (0 °R) ja vee keemistemperatuuri (80 °R) – vahelisest temperatuurivahemikust.

1 °R = 1,25 °C.

Praeguseks on skaala kasutusest välja langenud, kõige kauem säilis see autori kodumaal Prantsusmaal.

Temperatuuriskaalade võrdlus

Kirjeldus Kelvin Celsiuse järgi Fahrenheiti järgi Newton Reaumur
Absoluutne null −273.15 −459.67 −90.14 −218.52
Fahrenheiti segu sulamistemperatuur (sool ja jää võrdsetes kogustes) 0 −5.87
Vee külmumispunkt (tavalised tingimused) 0 32 0
Inimese keskmine kehatemperatuur¹ 36.8 98.2 12.21
Vee keemistemperatuur (tavalised tingimused) 100 212 33
Päikese pinna temperatuur 5800 5526 9980 1823

Inimese normaalne kehatemperatuur on 36,6 °C ±0,7 °C või 98,2 °F ±1,3 °F. Tavaliselt noteeritud väärtus 98,6 °F on täpne teisendus Fahrenheiti 19. sajandi Saksa väärtusele 37 °C. Kuna see väärtus ei ole vahemikus normaalne temperatuur Kõrval kaasaegsed ideed, võime öelda, et see sisaldab liigset (valet) täpsust. Mõned väärtused selles tabelis on ümardatud.

Fahrenheiti ja Celsiuse skaala võrdlus

(oF- Fahrenheiti skaala, oC- Celsiuse skaala)

oF oC oF oC oF oC oF oC
-459.67
-450
-400
-350
-300
-250
-200
-190
-180
-170
-160
-150
-140
-130
-120
-110
-100
-95
-90
-85
-80
-75
-70
-65 		-273.15
-267.8
-240.0
-212.2
-184.4
-156.7
-128.9
-123.3
-117.8
-112.2
-106.7
-101.1
-95.6
-90.0
-84.4
-78.9
-73.3
-70.6
-67.8
-65.0
-62.2
-59.4
-56.7
-53.9 		-60
-55
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-19
-18
-17
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5 		-51.1
-48.3
-45.6
-42.8
-40.0
-37.2
-34.4
-31.7
-28.9
-28.3
-27.8
-27.2
-26.7
-26.1
-25.6
-25.0
-24.4
-23.9
-23.3
-22.8
-22.2
-21.7
-21.1
-20.6 		-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19 		-20.0
-19.4
-18.9
-18.3
-17.8
-17.2
-16.7
-16.1
-15.6
-15.0
-14.4
-13.9
-13.3
-12.8
-12.2
-11.7
-11.1
-10.6
-10.0
-9.4
-8.9
-8.3
-7.8
-7.2 		20
21
22
23
24
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
125
150
200 		-6.7
-6.1
-5.6
-5.0
-4.4
-3.9
-1.1
1.7
4.4
7.2
10.0
12.8
15.6
18.3
21.1
23.9
26.7
29.4
32.2
35.0
37.8
51.7
65.6
93.3

Celsiuse kraadide teisendamiseks Kelviniteks peate kasutama valemit T=t+T 0 kus T on temperatuur kelvinites, t on temperatuur Celsiuse kraadides, T 0 =273,15 kelvinit. Celsiuse kraadi suurus on võrdne kelviniga.

> Absoluutne null

Õppige, millega see võrdub absoluutne nulltemperatuur ja entroopia väärtus. Uurige, milline on absoluutse nulli temperatuur Celsiuse ja Kelvini skaalal.

Absoluutne null- minimaalne temperatuur. See on punkt, kuhu entroopia jõuab madalaim väärtus.

Õppeeesmärk

  • Saage aru, miks absoluutne null on nullpunkti loomulik näitaja.

Põhipunktid

  • Absoluutne null on universaalne, see tähendab, et kogu aine on sellel indikaatoril põhiolekus.
  • K-l on kvantmehaaniline nullenergia. Kuid tõlgendamisel võib kineetiline energia olla null ja soojusenergia kaob.
  • Madalaim temperatuur aastal laboratoorsed tingimused saavutas 10-12 K. Minimaalne looduslik on 1 K (gaaside paisumine Bumerangi udukogus).

Tingimused

  • Entroopia on mõõt, kuidas energia ühtlaselt jaotub süsteemis.
  • Termodünaamika on teadusharu, mis uurib soojust ja selle seost energia ja tööga.

Absoluutne null on minimaalne temperatuur, mille juures entroopia saavutab oma madalaima väärtuse. See tähendab, et see on väikseim näitaja, mida süsteemis saab jälgida. See on universaalne kontseptsioon ja toimib temperatuuriühikute süsteemis nullpunktina.

Erinevate konstantse mahuga gaaside rõhu ja temperatuuri graafik. Pange tähele, et kõik graafikud ekstrapoleeruvad nullrõhule ühel temperatuuril

Absoluutses nullpunktis olev süsteem on endiselt varustatud kvantmehaanilise nullpunkti energiaga. Määramatuse printsiibi järgi ei saa osakeste asukohta absoluutse täpsusega määrata. Kui osake nihutatakse absoluutses nullis, on sellel siiski minimaalne energiavaru. Kuid klassikalises termodünaamikas võib kineetiline energia olla null ja soojusenergia kaob.

Termodünaamilise skaala, näiteks Kelvini nullpunkt on võrdne absoluutse nulliga. Rahvusvaheline kokkulepe on kindlaks teinud, et absoluutse nulli temperatuur ulatub 0K Kelvini skaalal ja -273,15 °C Celsiuse skaalal. Aine avaldab minimaalsetel temperatuuridel kvantefekte, nagu ülijuhtivus ja ülivoolavus. Madalaim temperatuur laboritingimustes oli 10-12 K ja in looduskeskkond– 1K ( kiire laienemine gaasid Bumerangi udukogus).

Gaaside kiire paisumine viib minimaalse vaadeldava temperatuurini

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 tuleb 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 füüsikaline tähendus: absoluutne null – temperatuur, mille juures molekulide termiline translatsiooniline liikumine peaks lõppema. Absoluutne null on kättesaamatu.

IN Rahvusvaheline süsteemühikutes (SI) kasutatakse 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 kolbi sulavasse jäässe ja seejärel normaalsel atmosfäärirõhul keevasse vette, leidsid nad, et teisel juhul oli 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.

Absoluutne nulltemperatuur

Absoluutne nulltemperatuur(harvemini - absoluutne nulltemperatuur) – 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.

Absoluutse nulli lähedal täheldatud nähtused

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

Märkmed

Kirjandus

  • G. Burmin. Rünnak absoluutsele nullile. - M.: "Lastekirjandus", 1983

Vaata ka


Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

  • Goering
  • Kšapanaka

Vaadake, mis on "absoluutne nulltemperatuur" teistes sõnaraamatutes:

    ABSOLUUTNE NULLTEMPERATUUR- termodünaamiline võrdluspunkt. temp; mis asub 273,16 K allpool vee kolmikpunkti temperatuuri (0,01 ° C) (273,15 ° C alla nulli Celsiuse skaalal (vt TEMPERATUURISKAALID). Termodünaamilise temperatuuriskaala olemasolu ja A. n. T.… … Füüsiline entsüklopeedia

    absoluutne nulltemperatuur- termodünaamilise temperatuuriskaala absoluutse temperatuuri näidu algus. Absoluutne nullpunkt asub 273,16ºC allpool vee kolmikpunkti temperatuuri, milleks eeldatakse 0,01ºC. Absoluutne nulltemperatuur on põhimõtteliselt saavutamatu ... ... entsüklopeediline sõnaraamat

    absoluutne nulltemperatuur- absoliutusis nulis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K toliau trigubojo vandens taško. Pagal trečiąjį termodinamikos dėsnį, absoliutusis nulis nepasiekiamas. vastavusmenys: engl.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

    Absoluutne nulltemperatuur- Kelvini skaala algnäit on negatiivne temperatuur 273,16 kraadi Celsiuse skaalal... Kaasaegse loodusteaduse algus

    ABSOLUUTNE NULL- temperatuur, temperatuurinäidu algus termodünaamilisel temperatuuriskaalal. Absoluutne nullpunkt asub 273,16 °C allpool vee kolmikpunkti temperatuuri (0,01 °C). Absoluutne null on põhimõtteliselt kättesaamatu, temperatuurid on peaaegu saavutatud... ... Kaasaegne entsüklopeedia

    ABSOLUUTNE NULL- temperatuur on temperatuuri alguspunkt termodünaamilisel temperatuuriskaalal. Absoluutne null asub 273,16.C allpool vee kolmikpunkti temperatuuri, mille väärtus on 0,01,C. Absoluutne null on põhimõtteliselt kättesaamatu (vt... ... Suur entsüklopeediline sõnaraamat

    ABSOLUUTNE NULL- temperatuur, mis väljendab kuumuse puudumist, on võrdne 218 ° C. Vene keele võõrsõnade sõnastik. Pavlenkov F., 1907. absoluutse nulli temperatuur (füüsiline) - madalaim võimalik temperatuur(273,15 °C). Suur sõnastik...... Vene keele võõrsõnade sõnastik

    ABSOLUUTNE NULL- temperatuur, temperatuuri algus termodünaamilisel temperatuuri skaalal (vt TERMODÜNAAMILINE TEMPERATUURI SKAAL). Absoluutne null asub 273,16 °C allpool vee kolmikpunkti (vt KOLMEPUNKTI) temperatuuri, mille puhul see on aktsepteeritud ... ... entsüklopeediline sõnaraamat

    ABSOLUUTNE NULL- äärmiselt madal temperatuur, mille juures molekulide termiline liikumine peatub. Ideaalse gaasi rõhk ja maht Boyle-Mariotte'i seaduse kohaselt muutub võrdne nulliga, ja absoluutse temperatuuri alguseks Kelvini skaalal võetakse... ... Ökoloogiline sõnastik

    ABSOLUUTNE NULL- absoluutse temperatuuri loenduse algus. Vastab 273,16° C. Praegu on füüsikalistes laborites suudetud saavutada absoluutset nulli ületavat temperatuuri vaid mõne miljondik kraadi võrra ning seda seaduste järgi saavutada... ... Collieri entsüklopeedia