Абсолюттік нөлдік температура және оның физикалық мәні. Абсолютті нөл

Абсолюттік нөл -273,15 °C температураға сәйкес келеді.

Іс жүзінде абсолютті нөлге қол жеткізу мүмкін емес деп есептеледі. Оның бар болуы мен температура шкаласында орналасуы байқалған экстраполяциядан туындайды физикалық құбылыстар, ал мұндай экстраполяция абсолютті нөл кезінде заттың молекулалары мен атомдарының жылулық қозғалысының энергиясы нөлге тең болуы керек екенін көрсетеді, яғни бөлшектердің ретсіз қозғалысы тоқтайды және олар реттелген құрылымды құрайды, нүктеде айқын орын алады. кристалдық тордың түйіндері. Алайда, шын мәнінде, абсолютті нөлдік температурада да материяны құрайтын бөлшектердің тұрақты қозғалыстары сақталады. Қалған тербелістер, мысалы, нөлдік нүктелік тербелістер бөлшектердің кванттық қасиеттеріне және оларды қоршап тұрған физикалық вакуумға байланысты.

Қазіргі уақытта физикалық зертханаларда абсолютті нөлден асатын температураны градустың миллионнан бірнеше бөлігіне ғана алуға болады; термодинамика заңдарына сәйкес оған қол жеткізу мүмкін емес.

Ескертпелер

Әдебиет

• Г. Бурмин. Абсолюттік нөлге шабуыл. - М.: «Балалар әдебиеті», 1983 ж.

да қараңыз

Викимедиа қоры. 2010.

Синонимдер:

Басқа сөздіктерде «Абсолюттік нөл» деген не екенін қараңыз:

Температуралар, термодинамикалық температура шкаласы бойынша температураның шығу тегі (ТЕРМОДИНАМИЯЛЫҚ ТЕМПЕРАТУРА шкаласын қараңыз). Абсолюттік нөл судың үштік нүктесінің температурасынан 273,16 °C төмен орналасқан (ҮШТІК НҮКТЕГІ қараңыз), ол үшін ол қабылданған ... ... энциклопедиялық сөздік

Температуралар, термодинамикалық температура шкаласындағы температураның шығу тегі. Абсолюттік нөл судың үш нүктелік температурасынан (0,01°С) 273,16°С төмен орналасқан. Абсолюттік нөлге түбегейлі қол жеткізу мүмкін емес, температура дерлік жетті... ... Қазіргі энциклопедия

Температуралар термодинамикалық температура шкаласындағы температураның бастапқы нүктесі болып табылады. Абсолюттік нөл судың үштік нүктесінің температурасынан 273,16,С төмен орналасқан, оның мәні 0,01,С. Абсолюттік нөлге түбегейлі қол жеткізу мүмкін емес (қараңыз... ... Үлкен энциклопедиялық сөздік

Жылудың жоқтығын білдіретін температура 218° С-қа тең. Орыс тіліне кіретін шетел сөздерінің сөздігі. Павленков Ф., 1907. абсолютті нөлдік температура (физикалық) – мүмкін болатын ең төменгі температура (273,15°С). Үлкен сөздік… … Орыс тілінің шетел сөздерінің сөздігі

абсолютті нөл- Молекулалардың жылулық қозғалысы тоқтайтын өте төмен температура; Кельвин шкаласы бойынша абсолютті нөлге (0°К) –273,16±0,01°С сәйкес келеді... География сөздігі

Зат есім, синонимдер саны: 15 дөңгелек нөл (8) кішкентай адам (32) кішкентай шабақ ... Синонимдік сөздік

Молекулалардың жылулық қозғалысы тоқтатылатын өте төмен температура. Бойль-Мариотт заңы бойынша идеал газдың қысымы мен көлемі нөлге тең болады, ал Кельвин шкаласы бойынша абсолютті температураның басы... ... Экологиялық сөздік

абсолютті нөл- - [А.С.Голдберг. Ағылшынша-орысша энергетикалық сөздік. 2006] Жалпы энергетикалық тақырыптар EN нөлдік нүкте ... Техникалық аудармашыға арналған нұсқаулық

Абсолютті температура анықтамасының басы. 273,16°С сәйкес келеді. Қазіргі уақытта физикалық зертханаларда абсолютті нөлден асатын температураны градустың миллионнан бірнеше бөлігіне ғана алуға және заңдарға сәйкес оған қол жеткізуге болады... ... Collier энциклопедиясы

абсолютті нөл- абсолютті бос күйлер T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminės температурос атскаитос праджия, 273.16 K žemiau vandens trigubojo taško. Тай 273,16 °C, 459,69 °F арба 0 К температура. atitikmenys: ағылшын.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

абсолютті нөл- absoliutusis nulis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273,16 °C). atitikmenys: ағылшын. абсолютті нөл орыс. абсолютті нөл... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

14. Абсолюттік температура және оның физикалық мәні
Идеал газ күйінің теңдеуі (Менделеев-Клапейрон теңдеуі)

«Температура» термині дененің қызу дәрежесін білдіреді.

Бірнеше температура шкалалары бар. Абсолюттік (термодинамикалық) шкалада температура кельвинмен (К) өлшенеді. Бұл шкаладағы нөл температураның абсолютті нөлі деп аталады, шамамен - 273 0 С. Абсолюттік нөлде молекулалардың трансляциялық қозғалысы тоқтайды.

Термодинамикалық температура T Цельсий шкаласы бойынша температураға келесі қатынас арқылы байланысты:
T = (т 0 + 273)Қ
Идеал газ үшін газдың абсолютті температурасы мен молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы арасында пропорционалды байланыс бар:
,
мұндағы k – Больцман тұрақтысы, k = 1,38 10 – 23 J/C

Сонымен, абсолютті температура молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясының өлшемі болып табылады. Бұл оның физикалық мағынасы.

Теңдеуге ауыстыру p = nорташа кинетикалық энергияның өрнегі
= кТ, Біз алып жатырмыз

p = n kT = nkT
Идеал газдың негізгі MKT теңдеуінен p = nkT алмастырумен
,
теңдеуін аламыз
, немесе АкТ
Н А k = R- әмбебап газ тұрақтысы, R = 8,31

Теңдеу күйдің идеалды газ теңдеуі (Менделеев-Клапейрон теңдеуі) деп аталады.
^ 15. Газ заңдары. Изопроцесс графиктері.

1. 
   Изотермиялық процесс (T = const) Бойль-Мариот заңына бағынады: тұрақты температурадағы газдың берілген массасы үшін қысым мен көлемнің көбейтіндісі тұрақты шама болады.

, немесе немесе

1. 
   Изобарлық процесс (p = const) Гей-Люссак заңына бағынады: тұрақты қысымдағы газдың берілген массасы үшін газ көлемінің абсолютті температураға қатынасы тұрақты шама болады.

Немесе немесе

1. 
   Изохоралық процесс (V = const) Чарльз заңына бағынады: тұрақты көлемдегі газдың берілген массасы үшін газ қысымының абсолютті температураға қатынасы тұрақты шама болады.

Немесе немесе

Идеал газдың ішкі энергиясы. Ішкі энергияны өзгерту жолдары.

Жылу мөлшері. Термодинамикадағы жұмыс

Ішкі энергия – молекулалардың ретсіз қозғалысының кинетикалық энергиясы мен олардың өзара әрекеттесуінің потенциалдық энергиясының қосындысы.

Идеал газдың молекулалары бір-бірімен әрекеттеспейтіндіктен, идеал газдың ішкі энергиясы U хаотикалық қозғалатын молекулалардың кинетикалық энергияларының қосындысына тең:
, Қайда.
Осылайша,

,
Қайда.

Бір атомды газ үшін i = 3, екі атомды i = 5, үш (немесе одан да көп) атомдық i = 6.

Идеал газдың ішкі энергиясының өзгеруі
.
Идеал газдың ішкі энергиясы оның күйінің функциясы болып табылады. Ішкі энергияны екі жолмен өзгертуге болады:

• 
  жылу алмасу арқылы;
• 
  жұмыс жасау арқылы.

Жүйенің ішкі энергиясын механикалық жұмыс орындамай өзгерту процесі деп аталады жылу алмасунемесе жылу беру.Жылу берудің үш түрі бар: өткізгіштік, конвекциялық және сәулелену.

^ Жылу мөлшері жылу алмасу процесі кезінде дененің ішкі энергиясының өзгеруінің сандық өлшемі болып табылатын шама.

Жылыту үшін қажет (немесе салқындату кезінде дене бөлетін) жылу мөлшері мына формуламен анықталады:
мұндағы с – заттың меншікті жылу сыйымдылығы
Термодинамикадағы жұмыс

Бастауыш жұмыс d A = p dV. Сағат p = const
^ 16. Жүйе күйі. Процесс. Термодинамиканың бірінші заңы (бірінші заңы).
Денелер жүйесіқарастырылып отырған денелердің жиынтығы деп аталады. Жүйеге мысал ретінде онымен тепе-теңдіктегі сұйықтық пен бу болуы мүмкін. Атап айтқанда, жүйе бір денеден тұруы мүмкін.

Кез келген жүйе әртүрлі күйде болуы мүмкін, олар температура, қысым, көлем және т.б. Жүйенің күйін сипаттайтын шамалар деп аталады күй параметрлері.

Кез келген жүйе параметрі әрқашан белгілі бір мәнге ие бола бермейді. Егер, мысалы, дененің әртүрлі нүктелеріндегі температура бірдей болмаса, онда денеге белгілі бір температура мәнін беру мүмкін емес. Бұл жағдайда жүйенің күйі деп аталады теңгерімсіздік.

Тепе-теңдікЖүйе күйі - жүйенің барлық параметрлері тұрақты сыртқы жағдайларда еркін ұзақ уақыт бойы тұрақты болып қалатын белгілі мәндерге ие болатын күй.

Процессжүйенің бір күйден екінші күйге ауысуын атайды.

Ішкі энергия жүйе күйінің функциясы болып табылады. Бұл жүйе берілген күйде болған сайын оның ішкі энергиясы жүйенің бұрынғы тарихына қарамастан осы күйге тән мәнді қабылдайтынын білдіреді. Жүйенің бір күйден екінші күйге өтуі кезіндегі ішкі энергиясының өзгеруі (өту жүретін жолға қарамастан) осы күйлердегі ішкі энергия мәндерінің айырмашылығына тең.

Термодинамиканың бірінші заңы бойынша жүйеге берілген жылу мөлшері жүйенің ішкі энергиясын арттыруға және орындауға кетеді сыртқы денелерде жұмыс істеу.

Термодинамиканың бірінші бастамасының газдардағы процестерге қолданылуы. Адиабаталық процесс.

1. 
   Изотермиялық процесс (T=const)

Өйткені .
Газдың изотермиялық процесстегі жұмысы
.

1. 
   Изохоралық процесс (V=const)

Содан бері

1. 
   Изобарлық процесс (p=const)

.

1. 
   Адиабаталық процесс (Q = 0).

Адиабаталық - жылу алмасусыз жүретін процесс қоршаған орта.

Адиабаталық теңдеу (Пуассон теңдеуі) түрінде болады.

Термодинамиканың бірінші заңы бойынша Демек, .

Адиабаталық кеңею кезінде, сондықтан (газ салқындайды).

Адиабаталық қысу кезінде, сондықтан (газ қызады). Адиабатты ауаны қысу дизельді іштен жанатын қозғалтқыштарда отынды жағу үшін қолданылады.
^ 17. Жылу қозғалтқыштары
Жылу қозғалтқышы – жанған отынның энергиясын түрлендіретін құрылғы механикалық энергия. Жұмыс бөліктері мезгіл-мезгіл бастапқы қалпына келетін жылу қозғалтқышы периодты жылу қозғалтқышы деп аталады.

Жылу қозғалтқыштарына мыналар жатады:

• 
  бу машиналары,
• 
  іштен жану қозғалтқыштары (ICE),
• 
  реактивті қозғалтқыштар,
• 
  бу және газ турбиналары,
• 
  тоңазытқыш машиналар.

Мерзімді жылу қозғалтқышының жұмыс істеуі үшін келесі шарттар орындалуы керек:

• 
  отынның жануы және кеңеюі кезінде қызып, жұмыс істейтін сұйықтықтың (бу немесе газ) болуы механикалық жұмыс;
• 
  айналмалы процесті (цикл) пайдалану;
• 
  жылытқыш пен тоңазытқыштың болуы.

Термодинамиканың екінші заңы

Жылу қозғалтқышының схемасы суретте көрсетілген пішінге ие. қыздырғыштан жұмыс сұйықтығының алатын жылу мөлшері жұмыс сұйықтығының тоңазытқышқа беретін жылу мөлшері.

Диаграммадан жылу машинасы жылуды бір бағытта, атап айтқанда көп қызған денелерден аз қыздырылған денелерге беру арқылы ғана жұмыс істейтіні анық, ал қыздырғыштан алынған барлық жылу мүмкін емес.

Механикалық жұмысқа айналдырылды. Бұл кездейсоқ емес, термодинамиканың екінші заңында көрініс тапқан табиғатта бар объективті заңдардың нәтижесі. Термодинамиканың екінші заңы термодинамикалық процестердің қай бағытта жүруі мүмкін екенін көрсетеді және оның бірнеше эквивалентті тұжырымдары бар. Атап айтқанда, Кельвин тұжырымы: мұндай мерзімді процесс мүмкін емес, оның жалғыз нәтижесі жылытқыштан алынған жылуды оған эквивалентті жұмысқа айналдыру болып табылады.

^ Жылу қозғалтқышының тиімділігі. Карно циклі.

Жылу машинасының өнімділік коэффициенті (ПӘК) қозғалтқыштың механикалық жұмысқа айналдыратын жылу мөлшерінің қыздырғыштан алынған жылу мөлшеріне қатынасына тең шама:

^ Жылу қозғалтқышының ПӘК әрқашан бірліктен аз.

Жылу қозғалтқышының максималды мүмкін болатын ПӘК мәнін анықтау үшін француз инженері С.Карно екі изотермадан және екі адиабаттан тұратын идеалды қайтымды циклды есептеді. Ол қайтымды циклде шығынсыз жұмыс істейтін идеалды жылу қозғалтқышының максималды ПӘК мәнін дәлелдеді
.
Температурада қыздырғышпен және температурада тоңазытқышпен жұмыс істейтін кез келген нақты жылу қозғалтқышы бірдей температурадағы идеалды жылу қозғалтқышының ПӘК-інен асатын ПӘК-ге ие бола алмайды.
ЭЛЕКТРОмагнетизм
^ 1. Денелерді электрлендіру. Электр зарядының сақталу заңы. Кулон заңы
Көптеген бөлшектер мен денелер бір-бірімен гравитациялық күштер сияқты олардың арасындағы қашықтықтың квадратына пропорционал, бірақ тартылыс күштерінен бірнеше есе артық күштермен әрекеттесуге қабілетті. Бөлшектердің өзара әрекеттесуінің бұл түрі электромагниттік деп аталады.

^ Демек, электр заряды бөлшектердің электромагниттік әсерлесу қабілетінің сандық өлшемі болып табылады.

Электр зарядының шартты түрде оң және теріс деп аталатын екі түрі бар. Зарядтар итермелейді, ал зарядтар тартады.

Кез келген дененің заряды бүтін саннан тұратыны тәжірибе жүзінде анықталған элементар зарядтар, яғни. электр заряды дискретті. Элементар заряд әдетте әріппен белгіленеді e. Барлық элементар бөлшектердің заряды (егер ол нөл болмаса) абсолютті мәнде бірдей.
|е| = 1,6·10 –19 С
Кез келген заряд элементардан үлкен элементар зарядтардың бүтін санынан тұрады
q = ± Ne (N = 1, 2, 3, …)
Денелердің электрленуі әрқашан электрондардың қайта бөлінуіне байланысты. Егер денеде электрондар артық болса, онда ол теріс зарядталған, ал электрондар жетіспесе, дене оң зарядталған.

^ Оқшауланған жүйеде электр зарядтарының алгебралық қосындысы тұрақты болып қалады (электр зарядының сақталу заңы):
q 1 + q 2 +…+ q N = ∑q i = const
Қозғалмайтын нүктелік зарядтар арасындағы әрекеттесу күшін реттейтін заңды Кулон (1785) бекітті.

Нүктелік заряд - бұл зарядталған дене, оның өлшемдерін осы денеден электр заряды бар басқа денелерге дейінгі қашықтықтармен салыстырғанда ескермеуге болады.

Кулон заңы бойынша вакуумдегі екі қозғалмайтын нүктелік зарядтардың өзара әрекеттесу күші заряд модульдерінің көбейтіндісіне тура пропорционал және олардың арасындағы қашықтықтың квадратына кері пропорционал.

k – пропорционалдық коэффициенті.

SI жүйесінде k =	1
	4πε 0

k = 9 10 9 N m 2 / C 2 ε 0 = 8,85 10 -12 C 2 / N m 2 (ε 0 – электр тұрақтысы).

^ 2. Электр өрісі. Шиеленіс электр өрісі. Электр өрістерінің суперпозиция принципі
Электр өрісі – электр зарядтарының өзара әрекеттесуі жүретін зат түрі.

Электр өрісінің күштік сипаттамасы электр өрісінің кернеулігі болып табылады.

Берілген нүктедегі электр өрісінің кернеулігі өрістің берілген нүктесінде орналасқан сынақ зарядына әсер ететін күштің осы зарядтың шамасына қатынасына тең.
.
Электр өрісінің кернеулігі в немесе в өлшенеді.

Нүктелік зарядтың өріс кернеулігі.

Өрістердің суперпозициясы (суперпозициясы) принципіне сәйкес зарядтар жүйесінің өріс кернеулігі жүйенің әрбір заряды жеке құрайтын өріс кернеуліктерінің векторлық қосындысына тең.

+ q 1 - q 2

Электр өрістерін электр өрісінің сызықтары арқылы графикалық түрде көрсетуге болады.

Электр өрісінің қарқындылық сызығы деп әрбір нүктедегі жанама сол нүктедегі қарқындылық векторының бағытымен сәйкес келетін сызықты айтады.

^ 3. Электростатикалық өріс күштерінің жұмысы. Электростатикалық өріс потенциалы

Ф доктор α дл 1 қ ´ 2 r 1 r 2 q

Басқа заряд өрісінде орналасқан нүктелік зарядқа әсер ететін күш орталық болып табылады. Күштердің орталық өрісі - потенциал. Егер өріс потенциалды болса, онда бұл өрістегі зарядты жылжыту үшін орындалатын жұмыс зарядтың қозғалатын жолына байланысты емес.a зарядтың бастапқы және соңғы орнына байланыстыЖәне . Бастапқы жол бойынша жұмыс

= .
Бұл формуладан қозғалмайтын заряд өрісіндегі зарядқа әсер ететін күштер консервативті болады, өйткені зарядты жылжыту үшін жасалған жұмыс шын мәнінде зарядтың бастапқы және соңғы позицияларымен анықталады.

Механика курсынан консервативті күштердің тұйық жолдағы жұмысы нөлге тең екені белгілі.

^ Кез келген тұйық контур бойымен электростатикалық өріс күшінің векторының циркуляциясы нөлге тең.

Потенциал

Күштердің потенциалдық өрісінде орналасқан дененің энергиясы бар, соның арқасында жұмыс өріс күштерімен орындалады
.
Демек, стационарлық заряд өрісіндегі зарядтың потенциалдық энергиясы
.
Зарядтың потенциалдық энергиясының осы зарядтың шамасына қатынасына тең шама электростатикалық өріс потенциалы деп аталады.
.
Потенциал – электр өрісінің энергетикалық сипаттамасы.

Нүктелік зарядтың электр өрісінің потенциалы
.
Зарядталған денелер жүйесі тудыратын өріс потенциалы әрбір зарядпен жеке құрылған потенциалдардың алгебралық қосындысына тең.
.
Потенциалды өріс нүктесінде орналасқан заряд энергияға ие
.
Дала күштерінің заряд бойынша жұмысы

Бұл шама кернеу деп аталады. Потенциал мен потенциалдар айырмасы (кернеу) вольтпен (V) өлшенеді.
^ 4. Электростатикалық өріс кернеулігі мен потенциал арасындағы байланыс
Жолдың кесіндісі бойындағы зарядтағы электр өрісі күштерінің жұмысы
.

Екінші жағынан, сондықтан.

Осыдан шығады
. ; ; .

.

.
Жақшадағы шаманы потенциалдық градиент деп атайды.

Демек, электр өрісінің кернеулігі қарама-қарсы таңбамен алынған потенциалдық градиентке тең.

Бір мезгілде электростатикалық өріс үшін. Демек, , .

Электр өрісін көрнекі түрде бейнелеу үшін кернеу сызықтарымен қатар потенциалы бірдей беттер (эквипотенциалдық беттер) қолданылады. Электростатикалық өрістің күш сызықтары эквипотенциалды беттерге перпендикуляр (ортогональ).
^ 5. Электростатикалық өрістегі өткізгіштер. Электростатикалық индукция құбылысы. Электростатикалық өрістегі диэлектриктер
Электростатикалық өрістегі өткізгіштер. Электростатикалық индукция.

Өткізгіштерге электр өрісінің әсерінен дененің бүкіл көлемі бойынша реттелген түрде қозғала алатын бос зарядталған бөлшектері бар заттар жатады. Мұндай бөлшектердің зарядтары деп аталады Тегін.

Металдар өткізгіш болып табылады, кейбіреулері химиялық қосылыстар, тұздардың, қышқылдардың және сілтілердің, балқытылған тұздардың, иондалған газдардың судағы ерітінділері.

Электр өрісіндегі қатты металл өткізгіштердің әрекетін қарастырайық. Металдарда бос заряд тасымалдаушылар - өткізгіш электрондар деп аталатын бос электрондар.

+σ Е 0 -σ - +

Егер зарядталмаған металл өткізгішті біркелкі электр өрісіне енгізсеңіз, онда өткізгіште өрістің әсерінен еркін электрондардың бағытта бағытталған қозғалысы пайда болады. қарама-қарсы бағыттакернеу векторы Е Обұл өріс. Өткізгіштің бір жағында электрондар жиналып, онда артық теріс заряд пайда болады, ал өткізгіштің екінші жағында олардың жетіспеушілігі артық оң зарядтың пайда болуына әкеледі, яғни. Өткізгіште зарядтардың бөлінуі болады. Бұл өтелмеген қарама-қарсы зарядтар өткізгіште тек сыртқы электр өрісінің әсерінен пайда болады, яғни. мұндай зарядтар индукцияланады (индукцияланады) және жалпы өткізгіш әлі де зарядсыз қалады.

Сыртқы электр өрісінің әсерінен берілген дене бөліктері арасында зарядтардың қайта бөлінуі жүретін электрлендірудің бұл түрі деп аталады. электростатикалық индукция.

Өткізгіштің қарама-қарсы бөліктерінде электростатикалық индукция нәтижесінде пайда болды, компенсацияланбаған электр зарядтарыөз электр өрісін, оның қарқындылығын құру Е біргеөткізгіштің ішіндегі кернеуге қарсы бағытталған Е Оөткізгіш орналасқан сыртқы өріс. Өткізгіштегі зарядтар бөлініп, өткізгіштің қарама-қарсы бөліктерінде жинақталатындықтан, кернеу Е біргеішкі өріс ұлғаяды және тең болады Е О. Бұл шиеленіске әкеледі Еөткізгіштің ішіндегі нәтиже өрісі нөлге айналады. Бұл жағдайда өткізгіште зарядтардың тепе-теңдігі пайда болады.

Бұл жағдайда толық өтелмеген заряд тек өткізгіштің сыртқы бетінде орналасқан және өткізгіштің ішінде электр өрісі жоқ.

Бұл құбылыс электростатикалық қорғанысты жасау үшін қолданылады, оның мәні сезімтал құрылғыларды электр өрістерінің әсерінен қорғау үшін олар металл жерге тұйықталған корпустарға немесе торларға орналастырылады.

^ Электростатикалық өрістегі диэлектриктер.

Диэлектриктерге қалыпты жағдайда (яғни, тым жоғары температурада және күшті электр өрістерінің болмауында) бос электр зарядтары болмайтын заттар жатады.

Диэлектриктердегі өткізгіштерден айырмашылығы, зарядталған бөлшектер дененің бүкіл көлемі бойынша қозғала алмайды, бірақ олардың тұрақты орындарына қатысты аз ғана қашықтықты (атомдық тәртіп бойынша) жылжыта алады. Демек, диэлектриктердегі электр зарядтары байланысты.

Молекулалардың құрылысына қарай барлық диэлектриктерді үш топқа бөлуге болады. Бірінші топқа молекулалары ассиметриялық құрылымға ие диэлектриктер (су, спирттер, нитробензол) жатады. Мұндай молекулалар үшін оң және теріс зарядтардың таралу орталықтары сәйкес келмейді. Мұндай молекулаларды электрлік дипольдер деп санауға болады.

Электрлік диполь болып табылатын молекулалар деп аталады полярлық.Олардың электрлік моменті бар p = q лтіпті сыртқы өріс болмаған жағдайда да.

Екінші топқа молекулалары симметриялы диэлектриктер жатады (мысалы, парафин,

Идеал газдың көлемі нөлге тең болатын шекті температура ретінде қабылданады абсолютті нөлдік температура.

Цельсий шкаласы бойынша абсолютті нөлдің мәнін табайық.
Көлемді теңестіру В(3.1) формулада нөлге тең және оны ескере отырып

.

Демек, абсолютті нөлдік температура

т= –273 °C. 2

Бұл Ломоносов болжаған табиғаттағы төтенше, ең төменгі температура, «суықтың ең үлкен немесе соңғы дәрежесі».

Жердегі ең жоғары температура - жүздеген миллион градус - жарылыстар кезінде алынды термоядролық бомбалар. Одан да жоғары температура кейбір жұлдыздардың ішкі аймақтарына тән.

2Абсолюттік нөлдің дәлірек мәні: –273,15 °C.

Кельвин шкаласы

Ағылшын ғалымы В.Кельвин енгізді абсолютті шкалатемпературалар Кельвин шкаласы бойынша нөлдік температура абсолютті нөлге сәйкес келеді және бұл шкаладағы температура бірлігі Цельсий шкаласы бойынша градусқа тең, сондықтан абсолютті температура Тформула бойынша Цельсий шкаласы бойынша температураға байланысты

T = t + 273. (3.2)

Суретте. 3.2 абсолютті шкала мен салыстыру үшін Цельсий шкаласын көрсетеді.

Абсолютті температураның SI бірлігі деп аталады келвин(қысқартылған K ретінде). Демек, Цельсий шкаласы бойынша бір градус Кельвин шкаласы бойынша бір градусқа тең:

Сонымен, абсолютті температура (3.2) формула бойынша берілген анықтамаға сәйкес Цельсий температурасына және а-ның тәжірибеде анықталған мәніне тәуелді туынды шама.

Оқырман:Абсолютті температураның қандай физикалық мәні бар?

(3.1) өрнекті түрінде жазайық

.

Кельвин шкаласы бойынша температура Цельсий шкаласы бойынша температураға қатынасы бойынша байланысты екенін ескерсек T = t + 273, біз аламыз

Қайда Т 0 = 273 К, немесе

Өйткені бұл қатынас ерікті температура үшін жарамды Т, онда Гей-Люссак заңын келесідей тұжырымдауға болады:

Берілген газ массасы үшін p = const кезінде келесі қатынас орындалады:

3.1-тапсырма.Температурада Т 1 = 300 К газ көлемі В 1 = 5,0 л. Бірдей қысым мен температурадағы газдың көлемін анықтаңыз Т= 400 К.

ТОҚТА! Өзіңіз шешіңіз: A1, B6, C2.

Мәселе 3.2.Изобарлық қыздыру кезінде ауаның көлемі 1%-ға өсті. Абсолюттік температура қанша пайызға өсті?

= 0,01.

Жауап: 1 %.

Алынған формуланы еске түсірейік

ТОҚТА! Өзіңіз шешіңіз: A2, A3, B1, B5.

Чарльз заңы

Француз ғалымы Шарль газды көлемі тұрақты болатындай етіп қыздырса, газдың қысымы жоғарылайтынын тәжірибе жүзінде анықтады. Қысымның температураға тәуелділігі келесі түрде болады:

Р(т) = б 0 (1 + б т), (3.6)

Қайда Р(т) – температурадағы қысым т°C; Р 0 – 0 °C кезіндегі қысым; b - қысымның температуралық коэффициенті, ол барлық газдар үшін бірдей: 1/К.

Оқырман:Бір таңқаларлығы, b қысымының температуралық коэффициенті а көлемдік кеңеюдің температуралық коэффициентіне тура тең!

Көлемі бар газдың белгілі бір массасын алайық Втемпературада 0 Т 0 және қысым Р 0 . Алғаш рет газ қысымын тұрақты сақтай отырып, оны температураға дейін қыздырамыз Т 1 . Сонда газдың көлемі болады В 1 = В 0 (1 + а т) және қысым Р 0 .

Екінші рет газ көлемін тұрақты сақтай отырып, оны сол температураға дейін қыздырамыз Т 1 . Сонда газдың қысымы болады Р 1 = Р 0 (1 + б т) және көлемі В 0 .

Екі жағдайда да газ температурасы бірдей болғандықтан, Бойль-Мариотт заңы жарамды:

б 0 В 1 = б 1 В 0 Þ Р 0 В 0 (1 + а т) = Р 0 (1 + б т)В 0 Þ

Þ 1 + a t = 1 + б тÞ a = b.

Сондықтан а = b болуы таңқаларлық емес, жоқ!

Чарльз заңын формада қайта жазайық

.

Соны ескере отырып Т = т°С + 273 °С, Т 0 = 273 ° C, біз аламыз

Температура - дененің «жылуының» сандық өлшемі. Жүйе күйін анықтайтын физикалық шамалардың ішінде температура түсінігі ерекше орын алады. Температура тек берілген дененің жылулық тепе-теңдік күйін сипаттамайды. Бұл сонымен қатар орналасқан кез келген екі немесе одан да көп денелер үшін бірдей мәнді қабылдайтын параметр жылулық тепе-теңдікбір-бірімен, яғни. денелер жүйесінің жылулық тепе-теңдігін сипаттайды. Бұл дегеніміз, егер температуралары әртүрлі екі немесе одан да көп денелер жанасатын болса, онда молекулалар арасындағы өзара әрекеттесу нәтижесінде бұл денелер бірдей температура мәнін қабылдайды.

Молекулалық-кинетикалық теория температураның физикалық мағынасын түсіндіруге мүмкіндік береді. (2.4) және (2.7) өрнектерді салыстыра отырып, қойсақ, олардың сәйкес келетінін көреміз

(2.9)

Бұл қатынастар газдардың молекулалық-кинетикалық теориясының екінші негізгі теңдеулері деп аталады. Олар абсолютті температура молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясын анықтайтын шама екенін көрсетеді; ол молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының энергиясының өлшемі және сол арқылы молекулалардың жылулық қозғалысының қарқындылығы. Бұл абсолютті температураның молекулалық-кинетикалық мағынасы. Көріп отырғанымыздай, денені қыздыру процесі дене бөлшектерінің орташа кинетикалық энергиясының жоғарылауымен тікелей байланысты. (2.9) абсолютті температураның оң шама екені анық: Мағынасы абсолютті нөлдік температура деп аталады. (2.8) сәйкес абсолютті нөлде бөлшектердің ілгерілемелі қозғалысы толығымен тоқтауы керек ( ). Дегенмен, төмен температурада газ конденсацияланатынын ескеру қажет. Демек, газдардың кинетикалық теориясы негізінде жасалған барлық қорытындылар өз мағынасын жоғалтады. Ал абсолютті нөлдік температурада қозғалыс жоғалмайды. Атомдардағы электрондардың қозғалысы және металдардағы бос электрондардың қозғалысы абсолютті нөлдік температурада да толығымен сақталады. Сонымен қатар абсолютті нөлдің өзінде молекулалар ішіндегі атомдардың және кристалдық тор түйіндеріндегі атомдардың кейбір тербеліс қозғалысы сақталады. Бұл тербелістердің болуы кванттық гармоникалық осцилляторда нөлдік нүкте энергиясының болуымен байланысты ( ), жоғарыда аталған атомдардың тербелісін қарастыруға болады. Бұл энергия температураға тәуелді емес, яғни ол тіпті төмендемейді . Төмен температурада қозғалыс туралы классикалық идеялар шындыққа айналмайды. Бұл аймақта кванттық заңдар жұмыс істейді, оларға сәйкес дене температурасы абсолютті нөлге дейін төмендесе де бөлшектердің қозғалысы тоқтамайды. Бірақ бұл қозғалыстың жылдамдығы енді температураға байланысты емес және бұл қозғалыс жылулық емес. Бұл белгісіздік принципімен расталады. Егер дененің бөлшектері тыныштықта болса, онда олардың орындары (координаталар x, ж, z) және импульстар (импульс проекциялары p x, п ж, p z) дәл анықталатын болады т.б. және бұл белгісіздік қатынастарына қайшы келеді және т.б. Абсолюттік нөлге қол жеткізу мүмкін емес. Төменде абсолютті нөлдік температура жүйенің энергиясы ең аз күйде болатын жүйе күйін білдіретіні, демек оның энергиясының ауысуына байланысты оның бөлшектерінің қозғалысының қарқындылығының одан әрі төмендеуі көрсетілгені төменде көрсетілген. қоршаған денелер мүмкін емес.

(2.7) формуланы формада жазуға болады.

Бұл формула бір атомды газ үшін абсолютті температура түсінігінің анықтамасы ретінде қызмет ете алады. Кез келген басқа жүйенің температурасын мән ретінде анықтауға болады температураға теңосы жүйемен жылулық тепе-теңдікте бір атомды газ. Бұл формула бойынша температураны анықтау газ атомдарының электронды қозған күйлерінің пайда болу ықтималдығын бұдан былай елемеуге болмайтын температураға дейін дұрыс.

(2.8) қатынас молекуланың орташа квадраттық жылдамдығы деп аталатынды енгізуге мүмкіндік береді.

Сосын аламыз

Абсолюттік температура түсінігін статистикалық физикаға қатаңырақ енгізуге болады, мұнда оны бөлшектердің энергия бойынша статистикалық таралу модулі ретінде қарастыруға болады. Сондай-ақ, (2.7) және (2.8) формулаларынан көрініп тұрғандай қысым сияқты, идеал газ молекуласының орташа кинетикалық энергиясымен анықталатындықтан, олар статистикалық шамаларды бейнелейтінін, сондықтан да мәнге ие болмайтынын ескеріңіз. бір немесе аздаған молекулалардың температурасы немесе қысымы туралы айту.

Абсолюттік нөлдік температура

Абсолюттік нөлдік температура(сирек – абсолютті нөлдік температура) - Әлемдегі физикалық дененің болуы мүмкін ең төменгі температура шегі. Абсолютті нөл Кельвин шкаласы сияқты абсолютті температура шкаласының бастауы ретінде қызмет етеді. 1954 жылы Салмақтар мен өлшемдер жөніндегі X Бас конференцияда бір тірек нүктесі бар - судың үштік нүктесі бар термодинамикалық температура шкаласы белгіленді, оның температурасы 273,16 К (дәл) деп алынды, ол 0,01 ° C-қа сәйкес келеді, осылайша Цельсий шкаласы бойынша температура абсолютті нөлге -273,15 °C сәйкес келеді.

Абсолюттік нөлге жақын байқалатын құбылыстар

Абсолютті нөлге жақын температурада макроскопиялық деңгейде таза кванттық әсерлерді байқауға болады, мысалы:

Ескертпелер

Әдебиет

• Г. Бурмин. Абсолюттік нөлге шабуыл. - М.: «Балалар әдебиеті», 1983 ж

да қараңыз

Викимедиа қоры. 2010.

• Геринг
• Кшапанака

Басқа сөздіктерде «Абсолюттік нөлдік температура» деген не екенін қараңыз:

АБСОЛЮТТЫ НӨЛ ТЕМПЕРАТУРА- термодинамикалық тірек нүктесі. температура; судың үш нүктелік температурасынан (0,01 ° C) 273,16 К төмен орналасқан (Цельсий шкаласы бойынша нөлден төмен температура 273,15 ° C, (ТЕМПЕРАТУРА Шкаласын қараңыз) Термодинамикалық температура шкаласының болуы және A. n. T.… … Физикалық энциклопедия

абсолютті нөлдік температура- термодинамикалық температура шкаласы бойынша абсолютті температура көрсеткішінің басталуы. Абсолютті нөл судың үш нүктелік температурасынан 273,16ºC төмен орналасқан, ол 0,01ºC деп есептеледі. Абсолютті нөлдік температураға түбегейлі қол жеткізу мүмкін емес... ... энциклопедиялық сөздік

абсолютті нөлдік температура- 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: ағылшын.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Абсолюттік нөлдік температура- Кельвин шкаласы бойынша бастапқы көрсеткіш Цельсий шкаласы бойынша 273,16 градус теріс температура... Қазіргі жаратылыстанудың бастаулары

АБСОЛЮТТЫ НӨЛ- температура, термодинамикалық температура шкаласы бойынша температура көрсеткішінің басталуы. Абсолюттік нөл судың үш нүктелік температурасынан (0,01°С) 273,16°С төмен орналасқан. Абсолюттік нөлге түбегейлі қол жеткізу мүмкін емес, температура дерлік жетті... ... Қазіргі энциклопедия

АБСОЛЮТТЫ НӨЛ- температура термодинамикалық температура шкаласындағы температураның бастапқы нүктесі. Абсолюттік нөл судың үштік нүктесінің температурасынан 273,16,С төмен орналасқан, оның мәні 0,01,С. Абсолюттік нөлге түбегейлі қол жеткізу мүмкін емес (қараңыз... ... Үлкен энциклопедиялық сөздік

АБСОЛЮТТЫ НӨЛ- температура, жылу жоқтығын білдіретін, 218 ° C тең. Орыс тіліне кіретін шетел сөздерінің сөздігі. Павленков Ф., 1907. абсолютті нөлдік температура (физикалық) – мүмкін болатын ең төменгі температура (273,15°С). Үлкен сөздік...... Орыс тілінің шетел сөздерінің сөздігі

АБСОЛЮТТЫ НӨЛ- температура, термодинамикалық температура шкаласы бойынша температураның басталуы (ТЕРМОДИНАМИЯЛЫҚ ТЕМПЕРАТУРА ШАБЫН қараңыз). Абсолюттік нөл судың үштік нүктесінің температурасынан 273,16 °C төмен орналасқан (ҮШТІК НҮКТЕГІ қараңыз), ол үшін ол қабылданған ... ... энциклопедиялық сөздік

АБСОЛЮТТЫ НӨЛ- молекулалардың жылулық қозғалысы тоқтайтын өте төмен температура. Бойль-Мариотт заңы бойынша идеал газдың қысымы мен көлемі нөлге тең болады, ал Кельвин шкаласы бойынша абсолютті температураның басы... ... Экологиялық сөздік

АБСОЛЮТТЫ НӨЛ- абсолютті температуралық санаудың басы. 273,16°С сәйкес келеді. Қазіргі уақытта физикалық зертханаларда абсолютті нөлден асатын температураны градустың миллионнан бірнеше бөлігіне ғана алуға және заңдарға сәйкес оған қол жеткізуге болады... ... Collier энциклопедиясы