دمای صفر مطلق و معنای فیزیکی آن صفر مطلق

صفر مطلق مربوط به دمای -273.15 درجه سانتیگراد است.

اعتقاد بر این است که صفر مطلق در عمل دست نیافتنی است. وجود و موقعیت آن در مقیاس دما از برون یابی مشاهده شده ناشی می شود پدیده های فیزیکی، در حالی که چنین برون یابی نشان می دهد که در صفر مطلق انرژی حرکت حرارتی مولکول ها و اتم های یک ماده باید برابر با صفر باشد، یعنی حرکت آشفته ذرات متوقف می شود و آنها ساختار منظمی را تشکیل می دهند و موقعیت واضحی را در آن اشغال می کنند. گره های شبکه کریستالی با این حال، در واقع، حتی در دمای صفر مطلق، حرکات منظم ذرات تشکیل دهنده ماده باقی خواهد ماند. نوسانات باقی مانده، مانند نوسانات نقطه صفر، به دلیل خواص کوانتومی ذرات و خلاء فیزیکی است که آنها را احاطه کرده است.

در حال حاضر، در آزمایشگاه‌های فیزیکی می‌توان دمای بیش از صفر مطلق را تنها چند میلیونم درجه به دست آورد. دستیابی به آن خود، طبق قوانین ترمودینامیک، غیرممکن است.

یادداشت

ادبیات

• جی. برمین. حمله به صفر مطلق - م.: "ادبیات کودکان"، 1983.

همچنین ببینید

بنیاد ویکی مدیا 2010.

مترادف ها:

ببینید "صفر مطلق" در فرهنگ های دیگر چیست:

دماها، مبدأ دما در مقیاس دمای ترمودینامیکی (به مقیاس دمای ترمودینامیکی مراجعه کنید). صفر مطلق 273.16 درجه سانتیگراد زیر دمای نقطه سه گانه (نقطه سه گانه) آب قرار دارد که برای آن پذیرفته شده است ... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی

دماها، مبدأ دما در مقیاس دمایی ترمودینامیکی. صفر مطلق 273.16 درجه سانتیگراد زیر دمای نقطه سه گانه آب (0.01 درجه سانتیگراد) قرار دارد. صفر مطلق اساساً دست نیافتنی است، دما تقریباً رسیده است... ... دایره المعارف مدرن

دما نقطه شروع دما در مقیاس دمایی ترمودینامیکی است. صفر مطلق در 273.16.C زیر دمای نقطه سه گانه آب قرار دارد که مقدار آن 0.01.C است. صفر مطلق اساساً دست نیافتنی است (نگاه کنید به... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

دما، که بیانگر عدم وجود گرما است، برابر با 218 درجه سانتیگراد است. فرهنگ لغات خارجی موجود در زبان روسی. Pavlenkov F., 1907. دمای صفر مطلق (فیزیکی) - کمترین دمای ممکن (273.15 درجه سانتیگراد). فرهنگ لغت بزرگ… … فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

صفر مطلق- دمای بسیار پایینی که در آن حرکت حرارتی مولکول ها متوقف می شود؛ در مقیاس کلوین، صفر مطلق (0°K) برابر با 0.01±273.16- درجه سانتی گراد است. فرهنگ لغت جغرافیا

اسم، تعداد مترادف: 15 دور صفر (8) مرد کوچک (32) بچه ماهی کوچک ... فرهنگ لغت مترادف

دمای بسیار پایینی که در آن حرکت حرارتی مولکول ها متوقف می شود. فشار و حجم یک گاز ایده آل بر اساس قانون بویل-ماریوت برابر با صفر می شود و شروع دمای مطلق در مقیاس کلوین برابر با... ... فرهنگ لغت زیست محیطی

صفر مطلق- - [A.S. Goldberg. فرهنگ لغت انرژی انگلیسی - روسی. 2006] مباحث انرژی به طور کلی EN نقطه صفر ... راهنمای مترجم فنی

آغاز مرجع دمای مطلق. مربوط به 273.16 درجه سانتیگراد است. در حال حاضر در آزمایشگاه های فیزیکی فقط چند میلیونم درجه می توان دمایی بیش از صفر مطلق بدست آورد و طبق قوانین... ... دایره المعارف کولیر

صفر مطلق- absoliutusis nulis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau vandens trigubojo taško. تای 273.16 درجه سانتیگراد، 459.69 درجه فارنهایت اربا 0 درجه حرارت. atitikmenys: انگلیسی…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

صفر مطلق- absoliutusis nulis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (-273.16 درجه سانتیگراد). atitikmenys: انگلیسی. روس صفر مطلق صفر مطلق... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

14. دمای مطلق و معنای فیزیکی آن
معادله حالت یک گاز ایده آل (معادله مندلیف-کلاپیرون)

اصطلاح "دما" به درجه گرم شدن بدن اشاره دارد.

چندین مقیاس درجه حرارت وجود دارد. در مقیاس مطلق (ترمودینامیکی)، دما بر حسب کلوین (K) اندازه گیری می شود. صفر در این مقیاس، صفر مطلق دما نامیده می شود، تقریباً برابر با - 273 0 C. در صفر مطلق، حرکت انتقالی مولکول ها متوقف می شود.

دمای ترمودینامیکی T با رابطه زیر به دما در مقیاس سلسیوس مربوط می شود:
T = (t 0 + 273) K
برای یک گاز ایده آل، یک رابطه متناسب بین دمای مطلق گاز و میانگین انرژی جنبشی حرکت انتقالی مولکول ها وجود دارد:
,
جایی که k ثابت بولتزمن است، k = 1.38 10 – 23 J/C

بنابراین، دمای مطلق معیاری از میانگین انرژی جنبشی حرکت انتقالی مولکول ها است. این معنای فیزیکی آن است.

جایگزینی در معادله p = nبیان انرژی جنبشی متوسط
= kT، ما گرفتیم

p = n kT = nkT
از معادله اصلی MKT یک گاز ایده آل p = nkT با جایگزینی
,
می توانیم معادله را بدست آوریم
، یا آ kT
ن آ k = R- ثابت گاز جهانی، R = 8.31

معادله معادله حالت گاز ایده آل (معادله مندلیف-کلاپیرون) نامیده می شود.
^ 15. قوانین گاز. نمودارهای فرآیند ایزو

1. 
   فرآیند همدما (T = const) از قانون بویل-ماریوت پیروی می کند: برای جرم معینی از گاز در دمای ثابت، حاصلضرب فشار و حجم یک مقدار ثابت است.

، یا یا

1. 
   فرآیند ایزوباریک (p = const) از قانون Gay-Lussac پیروی می کند: برای جرم معینی از گاز در فشار ثابت، نسبت حجم گاز به دمای مطلق یک مقدار ثابت است.

یا یا

1. 
   فرآیند ایزوکوریک (V = const) از قانون چارلز پیروی می کند: برای جرم معینی از گاز در حجم ثابت، نسبت فشار گاز به دمای مطلق یک مقدار ثابت است.

یا یا

انرژی داخلی یک گاز ایده آل راه های تغییر انرژی درونی

مقدار گرما. کار در ترمودینامیک

انرژی درونی مجموع انرژی جنبشی حرکت آشفته مولکول ها و انرژی پتانسیل برهمکنش آنهاست.

از آنجایی که مولکول های یک گاز ایده آل با یکدیگر تعامل ندارند، انرژی داخلی U یک گاز ایده آل برابر است با مجموع انرژی های جنبشی مولکول های متحرک:
، جایی که .
بدین ترتیب،

,
جایی که .

برای گاز تک اتمی i = 3، برای i دو اتمی = 5، برای سه (یا بیشتر) اتمی i = 6.

تغییر انرژی داخلی یک گاز ایده آل
.
انرژی داخلی یک گاز ایده آل تابعی از حالت آن است. انرژی داخلی به دو صورت قابل تغییر است:

• 
  با تبادل حرارت؛
• 
  با انجام کار

فرآیند تغییر انرژی داخلی یک سیستم بدون انجام کار مکانیکی نامیده می شود تبادل حرارتیا انتقال حرارت.سه نوع انتقال حرارت وجود دارد: هدایت، همرفت و تابش.

^ مقدار گرما کمیتی است که اندازه گیری کمی تغییر انرژی درونی بدن در طی فرآیند انتقال حرارت است.

مقدار گرمای مورد نیاز برای گرم کردن (یا خارج شده توسط بدن در هنگام خنک شدن) با فرمول تعیین می شود:
که در آن c ظرفیت گرمایی ویژه ماده است
کار در ترمودینامیک

کار ابتدایی d A = p dV. در p = const
^ 16. وضعیت سیستم. روند. قانون اول (قانون اول) ترمودینامیک
سیستم اجساممجموعه اجسام مورد بررسی نامیده می شود. نمونه ای از یک سیستم می تواند مایع و بخار در حالت تعادل با آن باشد. به طور خاص، سیستم می تواند از یک بدن تشکیل شده باشد.

هر سیستمی می تواند در حالت های متفاوتی باشد که از نظر دما، فشار، حجم و غیره متفاوت است. کمیت های مشخص کننده وضعیت سیستم نامیده می شوند پارامترهای حالت.

همیشه هیچ پارامتر سیستمی مقدار مشخصی ندارد. به عنوان مثال، اگر دمای نقاط مختلف بدن یکسان نباشد، نمی توان مقدار دمای خاصی را به بدن اختصاص داد. در این حالت حالت سیستم نامیده می شود عدم تعادل.

تعادلوضعیت یک سیستم حالتی است که در آن تمام پارامترهای سیستم دارای مقادیر مشخصی هستند که در شرایط خارجی ثابت برای مدت زمان دلخواه خودسرانه ثابت می مانند.

روندانتقال یک سیستم از یک حالت به حالت دیگر را می نامند.

انرژی داخلی تابعی از وضعیت سیستم است. این بدان معناست که هرگاه یک سیستم خود را در وضعیت معینی بیابد، انرژی درونی آن بدون توجه به تاریخچه قبلی سیستم، ارزش ذاتی این حالت را به خود می گیرد. تغییر در انرژی داخلی یک سیستم در طول انتقال آن از یک حالت به حالت دیگر (صرف نظر از مسیری که در آن گذار رخ می دهد) برابر است با تفاوت مقادیر انرژی داخلی در این حالت ها.

طبق قانون اول ترمودینامیک مقدار گرمای وارد شده به سیستم برای افزایش انرژی داخلی سیستم و انجام کار می رود روی اجسام خارجی کار کنید

کاربرد قانون اول ترمودینامیک در فرآیندهای گازها. فرآیند آدیاباتیک

1. 
   فرآیند ایزوترمال (T=const)

زیرا .
کار گاز در یک فرآیند همدما
.

1. 
   فرآیند همحجم (V=const)

از آنجایی که بنابراین

1. 
   فرآیند ایزوباریک (p=const)

.

1. 
   فرآیند آدیاباتیک (Q = 0).

آدیاباتیک فرآیندی است که بدون تبادل حرارت با محیط.

معادله آدیاباتیک (معادله پواسون) به شکل .

طبق قانون اول ترمودینامیک از این رو، .

بنابراین در طول انبساط آدیاباتیک (گاز سرد می شود).

بنابراین در طول فشرده سازی آدیاباتیک (گاز گرم می شود). تراکم هوای آدیاباتیک برای احتراق سوخت در موتورهای احتراق داخلی دیزل استفاده می شود.
^ 17. موتورهای حرارتی
موتور حرارتی وسیله ای است که انرژی سوخت سوخته را به آن تبدیل می کند انرژی مکانیکی. موتور حرارتی که در آن قطعات کار به صورت دوره ای به موقعیت اولیه خود باز می گردند، موتور حرارتی دوره ای نامیده می شود.

موتورهای حرارتی عبارتند از:

• 
  موتور بخار،
• 
  موتورهای احتراق داخلی (ICE)
• 
  موتور جت،
• 
  توربین های بخار و گاز،
• 
  ماشین های تبرید

برای کارکرد یک موتور حرارتی دوره ای، شرایط زیر باید رعایت شود:

• 
  وجود یک سیال در حال کار (بخار یا گاز) که در حین احتراق سوخت گرم می شود و می تواند منبسط شود. کارهای مکانیکی;
• 
  استفاده از یک فرآیند دایره ای (چرخه)؛
• 
  وجود بخاری و یخچال.

قانون دوم ترمودینامیک

مدار موتور حرارتی به شکلی است که در شکل نشان داده شده است. مقدار حرارتی که سیال عامل از بخاری دریافت می کند، مقدار حرارتی است که سیال عامل به یخچال می دهد.

از نمودار مشخص است که یک موتور حرارتی تنها با انتقال گرما در یک جهت، یعنی از اجسام گرمتر به اجسام با گرمای کمتر، کار می کند و تمام گرمای گرفته شده از بخاری نمی تواند

تبدیل به کار مکانیکی. این یک تصادف نیست، بلکه نتیجه قوانین عینی موجود در طبیعت است که در قانون دوم ترمودینامیک منعکس شده است. قانون دوم ترمودینامیک نشان می دهد که فرآیندهای ترمودینامیکی در کدام جهت می توانند پیش بروند و چندین فرمول معادل دارد. به طور خاص، فرمول کلوین این است: چنین فرآیند دوره ای غیرممکن است که تنها نتیجه آن تبدیل گرمای دریافتی از بخاری به کاری معادل آن است.

^ راندمان موتور حرارتی چرخه کارنو

ضریب عملکرد (بازده) یک موتور حرارتی مقداری است برابر با نسبت مقدار حرارت تبدیل شده توسط موتور به کار مکانیکی به مقدار گرمای دریافتی از بخاری:

^ راندمان یک موتور حرارتی همیشه کمتر از واحد است.

برای تعیین حداکثر بازده ممکن یک موتور حرارتی، مهندس فرانسوی S. Carnot یک چرخه برگشت پذیر ایده آل متشکل از دو ایزوترم و دو آدیابات را محاسبه کرد. او ثابت کرد که حداکثر مقدار راندمان یک موتور حرارتی ایده آل که بدون تلفات در یک چرخه برگشت پذیر کار می کند
.
هر موتور حرارتی واقعی که با بخاری در دما و یخچال در دما کار می کند نمی تواند بازدهی بیش از راندمان یک موتور حرارتی ایده آل در همان دما داشته باشد.
الکترومغناطیس
^ 1. برقی شدن اجسام. قانون پایستگی بار الکتریکی قانون کولمب
بسیاری از ذرات و اجسام قادر به تعامل با یکدیگر با نیروهایی هستند که مانند نیروهای گرانشی با مجذور فاصله بین آنها متناسب است، اما چندین برابر بیشتر از نیروهای گرانشی است. این نوع برهمکنش ذرات الکترومغناطیسی نامیده می شود.

^ در نتیجه، بار الکتریکی اندازه گیری کمی توانایی ذرات در برهمکنش های الکترومغناطیسی است.

دو نوع بار الکتریکی وجود دارد که به طور معمول به آنها مثبت و منفی می گویند. مانند بارها دفع می کنند و بر خلاف بارها جذب می شوند.

به طور تجربی ثابت شده است که بار هر جسمی از یک عدد صحیح تشکیل شده است هزینه های اولیه، یعنی بار الکتریکی گسسته است بار اولیه معمولاً با حرف مشخص می شود ه. بار تمام ذرات بنیادی (اگر صفر نباشد) از نظر قدر مطلق یکسان است.
|e| = 1.6·10 -19 C
هر بار بزرگتر از یک بار اولیه از تعداد صحیح بارهای اولیه تشکیل شده است
q = ± Ne (N = 1، 2، 3، …)
برقی شدن اجسام همیشه به توزیع مجدد الکترون ها منجر می شود. اگر جسمی بیش از حد الکترون داشته باشد، بار منفی دارد و اگر کمبود الکترون داشته باشد، جسم دارای بار مثبت است.

^ در یک سیستم ایزوله، مجموع جبری بارهای الکتریکی ثابت می ماند (قانون بقای بار الکتریکی):
q 1 + q 2 +…+ q N = ∑q i = ثابت
قانون حاکم بر نیروی برهمکنش بین بارهای بی حرکت نقطه ای توسط کولمب (1785) ایجاد شد.

بار نقطه ای جسمی باردار است که ابعاد آن در مقایسه با فواصل این جسم تا سایر اجسام حامل بار الکتریکی قابل چشم پوشی است.

بر اساس قانون کولن، نیروی برهمکنش بین دو بار نقطه ای ثابت در خلاء با حاصلضرب مدول بار نسبت مستقیم و با مجذور فاصله بین آنها نسبت معکوس دارد.

k – ضریب تناسب.

در SI k =	1
	4pe 0

k = 9 10 9 N m 2 / C 2 ε 0 = 8.85 10 -12 C 2 / N m 2 (ε 0 - ثابت الکتریکی).

^ 2. میدان الکتریکی. تنش میدان الکتریکی. اصل برهم نهی میدان های الکتریکی
میدان الکتریکی نوعی ماده است که از طریق آن برهمکنش بارهای الکتریکی رخ می دهد.

مشخصه قدرت میدان الکتریکی، شدت میدان الکتریکی است.

شدت میدان الکتریکی در یک نقطه معین برابر است با نسبت نیرویی که میدان بر روی بار آزمایشی قرار داده شده در یک نقطه معین از میدان وارد می کند به بزرگی این بار.
.
شدت میدان الکتریکی بر حسب یا واحد اندازه گیری می شود.

قدرت میدان بار نقطه ای.

بر اساس اصل برهم نهی (برهم نهی) میدان ها، شدت میدان یک سیستم بارها برابر است با مجموع بردار قدرت میدانی که توسط هر یک از بارهای سیستم به طور جداگانه ایجاد می شود.

+ q 1 - q 2

میدان های الکتریکی را می توان با استفاده از خطوط میدان الکتریکی به صورت گرافیکی نشان داد.

خط شدت میدان الکتریکی خطی است که مماس آن در هر نقطه با جهت بردار شدت در آن نقطه منطبق است.

^ 3. کار نیروهای میدان الکترواستاتیک. پتانسیل میدان الکترواستاتیک

اف دکتر α dl 1 ق ´ 2 r 1 r 2 q

نیروی وارد بر یک بار نقطه ای واقع در میدان بار دیگر مرکزی است. میدان مرکزی نیروها بالقوه است. اگر میدان بالقوه باشد، کار انجام شده برای جابجایی بار در این میدان به مسیری که بار در طول آن حرکت می کند بستگی ندارد.a بستگی به موقعیت اولیه و نهایی شارژ داردو . در مسیر ابتدایی کار کنید

= .
از این فرمول نتیجه می شود که نیروهای وارد بر یک بار در میدان بار ثابت محافظه کار هستند، زیرا کار انجام شده برای جابجایی شارژ واقعاً توسط موقعیت های اولیه و نهایی شارژ تعیین می شود.

از درس مکانیک مشخص شده است که کار نیروهای محافظه کار در یک مسیر بسته برابر با صفر است.

^ گردش بردار شدت میدان الکترواستاتیک در طول هر مدار بسته صفر است.

پتانسیل

جسمی که در میدان بالقوه نیروها قرار دارد دارای انرژی است که به دلیل آن کار توسط نیروهای میدان انجام می شود
.
در نتیجه، انرژی پتانسیل یک بار در میدان بار ثابت
.
مقداری برابر با نسبت انرژی پتانسیل یک بار به مقدار این بار، پتانسیل میدان الکترواستاتیک نامیده می شود.
.
پتانسیل یک مشخصه انرژی میدان الکتریکی است.

پتانسیل میدان الکتریکی یک بار نقطه ای
.
پتانسیل میدان ایجاد شده توسط سیستم اجسام باردار برابر است با مجموع جبری پتانسیل های ایجاد شده توسط هر بار به طور جداگانه.
.
باری که در یک نقطه میدان با پتانسیل قرار دارد دارای انرژی است
.
کار نیروهای میدانی بر روی یک بار

کمیت را ولتاژ می گویند. اختلاف پتانسیل و پتانسیل (ولتاژ) بر حسب ولت (V) اندازه گیری می شود.
^ 4. رابطه بین قدرت میدان الکترواستاتیک و پتانسیل
کاری که توسط نیروهای میدان الکتریکی بر روی یک بار در امتداد بخشی از مسیر انجام می شود
.

از سوی دیگر، بنابراین.

نتیجه می شود که
. ; ; .

.

.
به کمیت داخل پرانتز گرادیان پتانسیل می گویند.

در نتیجه، شدت میدان الکتریکی برابر است با گرادیان پتانسیل گرفته شده با علامت مخالف.

برای میدان الکترواستاتیکی یکنواخت، در همان زمان. از این رو،، .

برای ترسیم بصری میدان الکتریکی، همراه با خطوط کشش، از سطوح با پتانسیل برابر (سطوح هم پتانسیل) استفاده می شود. خطوط قدرت میدان الکترواستاتیک عمود (متعامد) بر سطوح هم پتانسیل هستند.
^ 5. هادی ها در یک میدان الکترواستاتیک. پدیده القای الکترواستاتیک. دی الکتریک در میدان الکترواستاتیک
رساناها در میدان الکترواستاتیک القای الکترواستاتیک

رساناها شامل موادی هستند که دارای ذرات باردار آزاد هستند که می توانند تحت تأثیر میدان الکتریکی به طور منظم در کل حجم بدن حرکت کنند. بار چنین ذرات نامیده می شود رایگان.

برخی فلزات هادی هستند ترکیبات شیمیایی، محلولهای آبی نمکها، اسیدها و قلیاها، نمکهای مذاب، گازهای یونیزه شده.

اجازه دهید رفتار رسانای فلزی جامد را در میدان الکتریکی در نظر بگیریم. در فلزات، حامل های بار آزاد، الکترون های آزاد هستند که الکترون های رسانا نامیده می شوند.

+σ E 0 -σ - +

اگر یک هادی فلزی بدون بار را وارد یک میدان الکتریکی یکنواخت کنید، در این صورت تحت تأثیر میدان در هادی، حرکت مستقیم الکترون های آزاد در جهت ظاهر می شود. جهت مخالفبردار تنش E Oاین زمینه. الکترون ها در یک طرف رسانا جمع می شوند و بار منفی اضافی در آنجا تشکیل می دهند و کمبود آنها در طرف دیگر هادی منجر به تشکیل بار مثبت اضافی در آنجا می شود. در هادی هزینه ها جدا می شود. این بارهای متضاد جبران نشده فقط تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی روی هادی ظاهر می شوند. چنین بارهایی القا می شوند (القا) و به طور کلی هادی هنوز بدون شارژ باقی می ماند.

این نوع برق‌رسانی که در آن تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی، توزیع مجدد بارها بین بخش‌های یک جسم معین صورت می‌گیرد، نامیده می‌شود. القای الکترواستاتیک.

در نتیجه القای الکترواستاتیک در قسمت های مخالف هادی، بدون جبران ظاهر شد بارهای الکتریکیمیدان الکتریکی خود را ایجاد می کنند، شدت آن E باداخل هادی در برابر کشش هدایت می شود E Oمیدان خارجی که هادی در آن قرار می گیرد. همانطور که بارها در هادی جدا می شوند و در قسمت های مخالف هادی جمع می شوند، ولتاژ E بامیدان داخلی افزایش می یابد و برابر می شود E O. این منجر به تنش می شود Eمیدان حاصل در داخل هادی صفر می شود. در این حالت تعادل بارها روی هادی اتفاق می افتد.

کل بار جبران نشده در این حالت فقط در سطح بیرونی هادی قرار دارد و هیچ میدان الکتریکی در داخل هادی وجود ندارد.

از این پدیده برای ایجاد حفاظت الکترواستاتیکی استفاده می شود که ماهیت آن این است که برای محافظت از دستگاه های حساس در برابر تأثیر میدان های الکتریکی، آنها را در کیس ها یا شبکه های فلزی به زمین قرار می دهند.

^ دی الکتریک ها در میدان الکترواستاتیک

دی الکتریک ها شامل موادی هستند که در شرایط عادی (یعنی دمای نه چندان بالا و عدم وجود میدان های الکتریکی قوی) هیچ بار الکتریکی رایگانی در آنها وجود ندارد.

برخلاف رساناها در دی الکتریک، ذرات باردار قادر به حرکت در کل حجم بدن نیستند، بلکه فقط می توانند فواصل کوچک (به ترتیب اتمی) را نسبت به موقعیت ثابت خود حرکت دهند. در نتیجه، بارهای الکتریکی در دی الکتریک ها هستند مربوط.

بسته به ساختار مولکول ها، تمام دی الکتریک ها را می توان به سه گروه تقسیم کرد. گروه اول شامل دی الکتریک هایی است که مولکول های آنها ساختار نامتقارن دارند (آب، الکل ها، نیتروبنزن). برای چنین مولکول هایی، مراکز توزیع بارهای مثبت و منفی بر هم منطبق نیستند. چنین مولکولی را می توان به عنوان دوقطبی الکتریکی در نظر گرفت.

مولکول هایی که دوقطبی الکتریکی هستند نامیده می شوند قطبیآنها یک لحظه الکتریکی دارند p = q لحتی در غیاب میدان خارجی.

گروه دوم شامل دی الکتریک هایی است که مولکول های آنها متقارن هستند (به عنوان مثال، پارافین،

دمای محدودی که در آن حجم یک گاز ایده آل برابر با صفر می شود به عنوان در نظر گرفته می شود دمای صفر مطلق

بیایید مقدار صفر مطلق را در مقیاس سلسیوس پیدا کنیم.
برابر کردن حجم Vدر فرمول (3.1) صفر و با در نظر گرفتن اینکه

.

بنابراین دمای صفر مطلق است

تی= -273 درجه سانتیگراد. 2

این شدیدترین و پایین ترین درجه حرارت در طبیعت است، آن "بزرگترین یا آخرین درجه سرما" که وجود آن را لومونوسوف پیش بینی کرده بود.

بالاترین درجه حرارت روی زمین - صدها میلیون درجه - در جریان انفجارها به دست آمد بمب های هسته ای. حتی دمای بالاتر برای مناطق درونی برخی از ستارگان معمول است.

2 مقدار دقیق تر صفر مطلق: -273.15 درجه سانتیگراد.

مقیاس کلوین

دانشمند انگلیسی دبلیو کلوین معرفی کرد مقیاس مطلقدما دمای صفر در مقیاس کلوین برابر با صفر مطلق است و واحد دما در این مقیاس برابر با یک درجه در مقیاس سانتیگراد است، بنابراین دمای مطلق تیبا فرمول مربوط به دما در مقیاس سلسیوس است

T = t + 273. (3.2)

در شکل 3.2 مقیاس مطلق و مقیاس سلسیوس را برای مقایسه نشان می دهد.

واحد SI دمای مطلق نامیده می شود کلوین(به اختصار K). بنابراین، یک درجه در مقیاس سانتیگراد برابر است با یک درجه در مقیاس کلوین:

بنابراین، دمای مطلق، طبق تعریف ارائه شده توسط فرمول (3.2)، یک کمیت مشتق شده است که به دمای سانتیگراد و به مقدار آزمایشی تعیین شده a بستگی دارد.

خواننده:دمای مطلق چه معنای فیزیکی دارد؟

اجازه دهید عبارت (3.1) را به شکل بنویسیم

.

با توجه به اینکه دما در مقیاس کلوین با رابطه با درجه حرارت در مقیاس سانتیگراد مرتبط است T = t + 273، دریافت می کنیم

جایی که تی 0 = 273 K، یا

از آنجایی که این رابطه برای دمای دلخواه معتبر است تی، سپس قانون گی-لوساک را می توان به صورت زیر فرموله کرد:

برای جرم معینی از گاز در p = const رابطه زیر برقرار است:

وظیفه 3.1.در یک درجه حرارت تیحجم گاز 1 = 300 K V 1 = 5.0 لیتر. حجم گاز را در همان فشار و دما تعیین کنید تی= 400 K.

متوقف کردن! خودتان تصمیم بگیرید: A1، B6، C2.

مشکل 3.2.در طول گرمایش ایزوباریک، حجم هوا 1٪ افزایش یافت. دمای مطلق چند درصد افزایش یافت؟

= 0,01.

پاسخ: 1 %.

بیایید فرمول حاصل را به خاطر بسپاریم

متوقف کردن! خودتان تصمیم بگیرید: A2، A3، B1، B5.

قانون چارلز

دانشمند فرانسوی چارلز به طور تجربی ثابت کرد که اگر گاز را طوری گرم کنند که حجم آن ثابت بماند، فشار گاز افزایش می یابد. وابستگی فشار به دما به شکل زیر است:

آر(تی) = پ 0 (1 + b تی), (3.6)

جایی که آر(تی) - فشار در دما تیدرجه سانتی گراد آر 0 - فشار در 0 درجه سانتیگراد؛ b ضریب دمایی فشار است که برای همه گازها یکسان است: 1/K.

خواننده:در کمال تعجب، ضریب دمایی فشار b دقیقا برابر با ضریب دمایی انبساط حجمی a است!

اجازه دهید جرم معینی از گاز را با حجم برداریم V 0 در دما تی 0 و فشار آر 0 . برای اولین بار با ثابت نگه داشتن فشار گاز، آن را تا دمایی گرم می کنیم تی 1 . سپس گاز یک حجم خواهد داشت V 1 = V 0 (1 + a تی) و فشار آر 0 .

بار دوم با ثابت نگه داشتن حجم گاز، آن را به همان دما گرم می کنیم تی 1 . سپس گاز فشار خواهد داشت آر 1 = آر 0 (1 + b تی) و حجم V 0 .

از آنجایی که در هر دو مورد دمای گاز یکسان است، قانون بویل-ماریوت معتبر است:

پ 0 V 1 = پ 1 V 0 Þ آر 0 V 0 (1 + a تی) = آر 0 (1 + b تی)V 0 Þ

Þ 1 + a t = 1 + ب تیÞ a = b.

بنابراین جای تعجب نیست که a = b، نه!

اجازه دهید قانون چارلز را در قالب بازنویسی کنیم

.

با توجه به اینکه تی = تی°С + 273 °C، تی 0 = 273 درجه سانتیگراد، دریافت می کنیم

دما معیار کمی "گرمی" یک بدن است. مفهوم دما در میان کمیت های فیزیکی که وضعیت سیستم را تعیین می کند، جایگاه ویژه ای دارد. دما نه تنها حالت تعادل حرارتی یک جسم معین را مشخص می کند. همچنین پارامتری است که برای هر دو یا چند جسم واقع در آن مقدار یکسانی می گیرد تعادل گرماییبا یکدیگر، یعنی تعادل حرارتی یک سیستم اجسام را مشخص می کند. این بدان معنی است که اگر دو یا چند جسم با دماهای متفاوت با هم تماس داشته باشند، در نتیجه برهمکنش بین مولکول ها، این اجسام یک مقدار دمایی را به خود می گیرند.

نظریه جنبشی مولکولی این امکان را فراهم می کند تا معنای فیزیکی دما را روشن کند. با مقایسه عبارات (2.4) و (2.7)، می بینیم که اگر قرار دهیم آنها منطبق هستند

(2.9)

این روابط را دومین معادلات پایه نظریه جنبشی مولکولی گازها می نامند. آنها نشان می دهند که دمای مطلق مقداری است که میانگین انرژی جنبشی حرکت انتقالی مولکول ها را تعیین می کند. اندازه گیری انرژی حرکت انتقالی مولکول ها و در نتیجه شدت حرکت حرارتی مولکول ها است. این معنای جنبشی مولکولی دمای مطلق است. همانطور که می بینیم، فرآیند گرم کردن یک جسم ارتباط مستقیمی با افزایش میانگین انرژی جنبشی ذرات بدن دارد. از (2.9) واضح است که دمای مطلق یک کمیت مثبت است: معنی دمای صفر مطلق نامیده می شود. طبق (2.8)، در صفر مطلق حرکت انتقالی ذرات باید کاملا متوقف شود ( ). البته باید توجه داشت که در دماهای پایین گاز متراکم می شود. در نتیجه، تمام نتایج حاصل از نظریه جنبشی گازها معنای خود را از دست می دهند. و در دمای صفر مطلق، حرکت ناپدید نمی شود. حرکت الکترون ها در اتم ها و حرکت الکترون های آزاد در فلزات حتی در دمای صفر مطلق کاملاً حفظ می شود. علاوه بر این، حتی در صفر مطلق، مقداری حرکت ارتعاشی اتم‌ها در داخل مولکول‌ها و اتم‌ها در گره‌های یک شبکه کریستالی حفظ می‌شود. وجود این نوسانات با وجود انرژی نقطه صفر در نوسانگر هارمونیک کوانتومی مرتبط است ( ) که می توان ارتعاشات فوق اتم ها را در نظر گرفت. این انرژی به دما بستگی ندارد، به این معنی که حتی در آن هم از بین نمی رود . در دماهای پایین، ایده های کلاسیک در مورد حرکت از بین می روند. در این ناحیه قوانین کوانتومی عمل می کنند که بر اساس آن حرکت ذرات متوقف نمی شود، حتی اگر دمای بدن به صفر مطلق کاهش یابد. اما سرعت این حرکت دیگر به دما بستگی ندارد و این حرکت حرارتی نیست. این با اصل عدم قطعیت تایید می شود. اگر ذرات بدن در حال استراحت بودند، موقعیت آنها (مختصات ایکس, y، z) و تکانه ها (پیش بینی های تکانه p x, p y, p z) دقیقا مشخص می شود و غیره، و این با روابط عدم قطعیت در تضاد است و غیره. صفر مطلق قابل دستیابی نیست. در زیر نشان داده خواهد شد که دمای صفر مطلق به معنای حالتی از سیستم است که در آن سیستم در حالتی با کمترین انرژی قرار دارد و بنابراین کاهش بیشتر در شدت حرکت ذرات آن به دلیل انتقال انرژی آن به اجسام اطراف امکان پذیر نیست.

فرمول (2.7) را می توان به شکل نوشت.

این فرمول می تواند به عنوان تعریفی از مفهوم دمای مطلق برای یک گاز تک اتمی عمل کند. دمای هر سیستم دیگری را می توان به عنوان مقدار تعریف کرد برابر با دماگاز تک اتمی در تعادل حرارتی با این سیستم. تعیین دما با استفاده از این فرمول تا دمایی که دیگر نمی توان از وقوع حالت های برانگیخته الکترونیکی اتم های گاز چشم پوشی کرد، درست است.

رابطه (2.8) به ما اجازه می دهد تا به اصطلاح ریشه میانگین سرعت مربع یک مولکول را معرفی کنیم و آن را به عنوان تعریف کنیم.

سپس می گیریم

مفهوم دمای مطلق را می توان با دقت بیشتری در فیزیک آماری معرفی کرد، جایی که می توان آن را به عنوان مدول توزیع آماری ذرات بر اساس انرژی در نظر گرفت. همچنین توجه داشته باشید که از آنجایی که دما، مانند فشار، همانطور که از فرمول های (2.7) و (2.8) مشاهده می شود، با میانگین انرژی جنبشی یک مولکول گاز ایده آل تعیین می شود، بنابراین آنها کمیت های آماری را نشان می دهند و بنابراین، منطقی نیست که در مورد دما یا فشار یک یا تعداد کمی از مولکول ها صحبت کنید.

دمای صفر مطلق

دمای صفر مطلق(کمتر - دمای صفر مطلق) - حداقل حد دمایی که یک جسم فیزیکی در کیهان می تواند داشته باشد. صفر مطلق به عنوان مبدأ یک مقیاس دمای مطلق مانند مقیاس کلوین عمل می کند. در سال 1954، کنفرانس عمومی X در مورد وزن ها و اندازه ها، مقیاس دمایی ترمودینامیکی را با یک نقطه مرجع - نقطه سه گانه آب، که دمای آن 273.16 کلوین (دقیق) در نظر گرفته شد، که مربوط به 0.01 درجه سانتیگراد است، ایجاد کرد، به طوری که در مقیاس سلسیوس، دما برابر با صفر مطلق -273.15 درجه سانتیگراد است.

پدیده هایی که نزدیک به صفر مطلق مشاهده شده اند

در دماهای نزدیک به صفر مطلق، اثرات صرفا کوانتومی را می توان در سطح ماکروسکوپی مشاهده کرد، مانند:

یادداشت

ادبیات

• جی. برمین. حمله به صفر مطلق - م.: "ادبیات کودکان"، 1983

همچنین ببینید

بنیاد ویکی مدیا 2010.

• گورینگ
• کشاپاناکا

ببینید «دمای صفر مطلق» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

دمای صفر مطلق- نقطه مرجع ترمودینامیکی دما واقع در 273.16 K زیر دمای نقطه سه گانه (0.01 درجه سانتیگراد) آب (273.15 درجه سانتیگراد زیر صفر درجه حرارت در مقیاس سانتیگراد، (نگاه کنید به مقیاس های دما) وجود یک مقیاس دمای ترمودینامیکی و A. n. T.…… دایره المعارف فیزیکی

دمای صفر مطلق- شروع قرائت دمای مطلق در مقیاس دمای ترمودینامیکی. صفر مطلق 273.16 درجه سانتیگراد زیر دمای نقطه سه گانه آب قرار دارد که 0.01 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. دمای صفر مطلق اساساً دست نیافتنی است... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی

دمای صفر مطلق- absoliutusis nulis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau trigubojo vandens taško. Pagal trečiąjį termodinamikos dėsnį، absoliutusis nulis nepasiekiamas. atitikmenys: انگلیسی…… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

دمای صفر مطلق- قرائت اولیه در مقیاس کلوین دمای منفی 273.16 درجه در مقیاس سانتیگراد است ... آغاز علوم طبیعی مدرن

صفر مطلق- دما، آغاز خواندن دما در مقیاس دمای ترمودینامیکی. صفر مطلق 273.16 درجه سانتیگراد زیر دمای نقطه سه گانه آب (0.01 درجه سانتیگراد) قرار دارد. صفر مطلق اساساً دست نیافتنی است، دما تقریباً رسیده است... ... دایره المعارف مدرن

صفر مطلق- دما نقطه شروع دما در مقیاس دمایی ترمودینامیکی است. صفر مطلق در 273.16.C زیر دمای نقطه سه گانه آب قرار دارد که مقدار آن 0.01.C است. صفر مطلق اساساً دست نیافتنی است (نگاه کنید به... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

صفر مطلق- درجه حرارت، بیانگر عدم وجود گرما، برابر با 218 درجه سانتیگراد است. فرهنگ لغت کلمات خارجی موجود در زبان روسی. Pavlenkov F., 1907. دمای صفر مطلق (فیزیکی) - کمترین دمای ممکن (273.15 درجه سانتیگراد). فرهنگ لغت بزرگ...... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

صفر مطلق- دما، شروع دما در مقیاس دمای ترمودینامیکی (به مقیاس دمای ترمودینامیکی مراجعه کنید). صفر مطلق 273.16 درجه سانتیگراد زیر دمای نقطه سه گانه (نقطه سه گانه) آب قرار دارد که برای آن پذیرفته شده است ... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی

صفر مطلق- دمای بسیار پایین که در آن حرکت حرارتی مولکول ها متوقف می شود. فشار و حجم یک گاز ایده آل بر اساس قانون بویل-ماریوت برابر با صفر می شود و شروع دمای مطلق در مقیاس کلوین برابر با... ... فرهنگ لغت زیست محیطی

صفر مطلق- آغاز شمارش مطلق دما. مربوط به 273.16 درجه سانتیگراد است. در حال حاضر در آزمایشگاه های فیزیکی فقط چند میلیونم درجه می توان دمایی بیش از صفر مطلق بدست آورد و طبق قوانین... ... دایره المعارف کولیر