절대 영도와 그 물리적 의미. 절대 영도

절대 영도는 −273.15 °C의 온도에 해당합니다.

실제로 절대 영도는 달성할 수 없는 것으로 여겨집니다. 온도 눈금에서의 존재와 위치는 관찰된 값의 외삽에 따라 결정됩니다. 물리적 현상, 이러한 외삽은 절대 영도에서 물질의 분자와 원자의 열 운동 에너지가 0과 같아야 함을 보여줍니다. 즉, 입자의 혼란스러운 움직임이 멈추고 질서 정연한 구조를 형성하여 명확한 위치를 차지합니다. 결정 격자의 노드. 그러나 실제로는 절대 영도에서도 물질을 구성하는 입자의 규칙적인 움직임은 그대로 유지됩니다. 영점 진동과 같은 나머지 진동은 입자의 양자 특성과 입자를 둘러싼 물리적 진공으로 인해 발생합니다.

현재, 물리 실험실에서는 단지 수백만 분의 1도 정도만 절대 영도를 초과하는 온도를 얻는 것이 가능합니다. 열역학 법칙에 따르면 그것을 달성하는 것은 불가능합니다.

노트

문학

G. Burmin. 절대 영도에 대한 공격. - M.: “아동문학”, 1983.

또한보십시오

위키미디어 재단. 2010.

동의어:

다른 사전에 "절대 영도"가 무엇인지 확인하십시오.

온도, 열역학적 온도 눈금에서 온도의 근원(열역학적 온도 눈금 참조). 절대 영도는 물의 삼중점(삼중점 참조) 온도보다 273.16°C 낮은 곳에 위치하며, 이는 허용됩니다 ... ... 백과사전

온도, 열역학적 온도 척도에서 온도의 기원. 절대 영도는 물의 삼중점 온도(0.01°C)보다 273.16°C 낮은 곳에 위치합니다. 절대 영도는 근본적으로 도달할 수 없으며, 온도는 거의 도달했습니다… 현대 백과사전

온도는 열역학적 온도 척도에서 온도의 시작점입니다. 절대 영도는 물의 삼중점 온도보다 낮은 273.16.C에 위치하며 값은 0.01.C입니다. 절대 영도는 근본적으로 도달할 수 없습니다(참조... ... 큰 백과사전

열이 없음을 나타내는 온도는 218°C와 같습니다. 러시아어에 포함된 외국어 사전입니다. Pavlenkov F., 1907. 절대 영도(물리적) - 가능한 가장 낮은 온도(273.15°C). 큰 사전… … 러시아어 외국어 사전

절대 영도- 켈빈 척도로 분자의 열 운동이 멈추는 극저온, 절대 영도(0°K)는 -273.16±0.01°C에 해당합니다. 지리 사전

명사, 동의어 수 : 15 둥근 영(8) 작은 사람(32) 작은 튀김... 동의어 사전

분자의 열운동이 멈추는 극도로 낮은 온도. 보일-마리오트의 법칙에 따르면 이상기체의 압력과 부피는 0이 되고, 켈빈 척도의 절대온도의 시작은 다음과 같습니다. 생태사전

절대 영도- - [A.S. 영어-러시아어 에너지 사전. 2006] EN 영점 일반 에너지 주제 ... 기술 번역가 가이드

절대 온도 기준의 시작입니다. 273.16°C에 해당합니다. 현재 물리 실험실에서는 절대 영도를 초과하는 온도를 단지 수백만분의 1도만 얻는 것이 가능하며, 법칙에 따라 이를 달성하는 것이 가능합니다... ... 콜리어의 백과사전

절대 영도- T sritis Standartizacija ir Metrologija apibrėžtis Termodinaminės tempatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau vandens trigubojo taško. 타이 273.16 °C, 459.69 °F 온도 0K. atitikmenys: 영어.… … Penkiakalbis aiškinamasis Metrologijos terminų žodynas

절대 영도- Absoliutusis nulis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273.16 °C). atitikmenys: engl. 절대 제로 rus. 절대 제로... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

14. 절대온도와 물리적 의미
이상기체 상태 방정식(Mendeleev-Clapeyron 방정식)

온도라는 용어는 신체가 가열되는 정도를 나타냅니다.

여러 가지 온도 척도가 있습니다. 절대(열역학적) 척도에서 온도는 켈빈(K) 단위로 측정됩니다. 이 척도의 0은 온도의 절대 영도라고 하며 대략 -273 0 C와 같습니다. 절대 영도에서는 분자의 병진 이동이 중지됩니다.

열역학적 온도 T는 다음 관계식으로 섭씨 온도와 관련됩니다.
티 = (티 0 + 273)케이
이상 기체의 경우 기체의 절대 온도와 분자 병진 운동의 평균 운동 에너지 사이에는 비례 관계가 있습니다.
,
여기서 k는 볼츠만 상수이고, k = 1.38 10 – 23 J/C

따라서 절대 온도는 분자의 병진 운동의 평균 운동 에너지를 측정한 것입니다. 이것이 물리적 의미입니다.

방정식으로 대체 피 = N평균 운동 에너지 표현
= KT, 우리는 얻는다

피 = N kT = nkT
이상기체의 기본 MKT 방정식에서 p = nkT를 다음과 같이 대체합니다.
,
우리는 방정식을 얻을 수 있습니다
, 또는 ㅏ KT
N ㅏ k = R- 보편적인 기체 상수, R = 8.31

이 방정식을 이상기체 상태 방정식(Mendeleev-Clapeyron 방정식)이라고 합니다.
^ 15. 가스법. 아이소프로세스 그래프.

등온 과정(T = const)은 보일-마리오트 법칙을 따릅니다. 즉, 일정한 온도에서 주어진 기체 질량에 대해 압력과 부피의 곱은 일정한 값입니다.

, 또는 또는

등압 과정(p = const)은 Gay-Lussac 법칙을 따릅니다. 즉, 일정한 압력에서 주어진 가스 질량에 대해 절대 온도에 대한 가스 부피의 비율은 일정한 값입니다.

또는 또는

등방성 과정(V = const)은 샤를의 법칙을 따릅니다. 즉, 일정한 부피의 주어진 가스 질량에 대해 절대 온도에 대한 가스 압력의 비율은 일정한 값입니다.

또는 또는

이상기체의 내부에너지. 내부 에너지를 변화시키는 방법.

열량. 열역학 분야에서 일

내부 에너지는 분자의 혼란스러운 운동의 운동 에너지와 상호 작용의 위치 에너지의 합입니다.

이상 기체의 분자는 서로 상호 작용하지 않기 때문에 이상 기체의 내부 에너지 U는 혼란스럽게 움직이는 분자의 운동 에너지의 합과 같습니다.
, 어디 .
따라서,

,
어디 .

단원자 가스의 경우 i = 3, 이원자 i = 5, 3개(또는 그 이상) 원자 i = 6.

이상기체의 내부에너지 변화
.
이상기체의 내부에너지는 그 상태의 함수이다. 내부 에너지는 두 가지 방법으로 변경될 수 있습니다.

열교환에 의해;
일을 해서.

기계적 작업을 수행하지 않고 시스템의 내부 에너지를 변경하는 과정을 호출합니다. 열교환또는 열전달.열 전달에는 전도, 대류, 복사의 세 가지 유형이 있습니다.

^ 열량 열 전달 과정에서 신체의 내부 에너지 변화를 정량적으로 측정한 양입니다.

가열에 필요한 열량(또는 냉각 중에 신체에서 발산되는 열량)은 다음 공식에 의해 결정됩니다.
여기서 c는 물질의 비열 용량입니다.
열역학 분야에서 일

초등 작업 d A = p dV. ~에 p = 상수
^ 16. 시스템 상태. 프로세스. 열역학 제1법칙(제1법칙)
신체 시스템고려중인 시체 세트를 불렀습니다. 시스템의 예로는 평형 상태에 있는 액체와 증기가 있습니다. 특히 시스템은 하나의 본체로 구성될 수 있습니다.

모든 시스템은 온도, 압력, 부피 등이 다른 다양한 상태에 있을 수 있습니다. 시스템의 상태를 특징짓는 양을 다음과 같이 부른다. 상태 매개변수.

항상 시스템 매개변수에 특정 값이 있는 것은 아닙니다. 예를 들어 신체의 여러 지점의 온도가 동일하지 않으면 특정 온도 값을 신체에 할당할 수 없습니다. 이 경우 시스템의 상태를 호출합니다. 비평형.

평형시스템의 상태는 시스템의 모든 매개 변수가 임의의 오랜 시간 동안 일정한 외부 조건에서 일정하게 유지되는 특정 값을 갖는 상태입니다.

프로세스한 상태에서 다른 상태로의 시스템 전환을 호출합니다.

내부 에너지는 시스템 상태의 함수입니다. 이는 시스템이 특정 상태에 있을 때마다 시스템의 이전 이력에 관계없이 내부 에너지가 이 상태에 고유한 값을 취한다는 것을 의미합니다. 한 상태에서 다른 상태로 전환하는 동안 시스템의 내부 에너지 변화는 (전환이 발생하는 경로에 관계없이) 이러한 상태의 내부 에너지 값의 차이와 같습니다.

열역학 제1법칙에 따르면 시스템에 전달되는 열의 양은 시스템의 내부 에너지를 증가시키고 수행을 수행합니다. 외부 신체에 대한 작업.

열역학 제1법칙을 가스 공정에 적용합니다. 단열 과정.

등온 과정 (T=상수)

왜냐하면 .
등온 과정에서의 가스 작업
.

등변성 과정 (V=상수)

그러므로 이후

등압 과정 (p=상수)

단열 과정 (Q = 0).

단열은 다음과 같은 열 교환 없이 발생하는 과정입니다. 환경.

단열 방정식(푸아송 방정식)은 다음과 같은 형식을 갖습니다.

열역학 제1법칙에 따르면 따라서, .

따라서 단열 팽창 중에는 (가스가 냉각됩니다).

따라서 단열 압축 중에는 가스가 가열됩니다. 단열 공기 압축은 디젤 내연 기관의 연료를 점화하는 데 사용됩니다.
^ 17. 열기관
열기관은 연소된 연료의 에너지를 에너지로 변환하는 장치이다. 기계적 에너지. 작동 부품이 주기적으로 원래 위치로 돌아가는 열기관을 주기열기관이라고 합니다.

열 엔진에는 다음이 포함됩니다.

증기 기관,
내연기관(ICE),
제트 엔진,
증기 및 가스 터빈,
냉동 기계.

주기적인 열기관의 작동을 위해서는 다음 조건이 충족되어야 합니다.

연료 연소 및 팽창 중에 가열되는 작동 유체(증기 또는 가스)의 존재 기계적인 작업;
순환 프로세스(사이클)의 사용;
히터와 냉장고의 존재.

열역학 제2법칙

열기관 회로는 그림과 같은 형태를 갖는다. 히터로부터 작동유체가 받는 열의 양은 작동유체가 냉장고에 주는 열의 양입니다.

열기관은 열을 한 방향, 즉 더 가열된 물체에서 덜 가열된 물체로 전달함으로써만 작동하며, 히터에서 가져온 모든 열을 전달할 수 없다는 것이 다이어그램에서 분명합니다.

기계적인 작업으로 전환됩니다. 이것은 우연이 아니라 자연에 존재하는 객관적인 법칙의 결과이며, 이는 열역학 제2법칙에 반영됩니다. 열역학 제2법칙은 열역학적 과정이 어느 방향으로 진행될 수 있는지를 보여주며, 몇 가지 동등한 공식이 있습니다. 구체적으로 켈빈의 공식은 다음과 같습니다. 그러한 주기적인 과정은 불가능하며, 그 결과 유일한 결과는 히터로부터 받은 열이 이에 상응하는 일로 변환되는 것입니다.

^ 열기관 효율. 카르노 사이클.

열기관의 성능계수(효율성)는 엔진이 기계적인 일로 변환한 열량과 히터로부터 받은 열량의 비율과 같은 값입니다.

^ 열기관의 효율은 항상 1보다 작습니다.

열기관의 가능한 최대 효율 값을 결정하기 위해 프랑스 엔지니어 S. Carnot는 두 개의 등온선과 두 개의 단열로 구성된 이상적인 가역 사이클을 계산했습니다. 그는 가역 사이클에서 손실 없이 작동하는 이상적인 열기관의 최대 효율 값을 증명했습니다.
.
특정 온도의 히터와 동일한 온도의 냉장고로 작동하는 실제 열기관은 동일한 온도에서 이상적인 열기관의 효율을 초과하는 효율을 가질 수 없습니다.
전자기학
^ 1. 신체의 전기화. 전하 보존의 법칙. 쿨롱의 법칙
많은 입자와 물체는 중력과 마찬가지로 그들 사이의 거리의 제곱에 비례하지만 중력보다 몇 배 더 큰 힘으로 서로 상호 작용할 수 있습니다. 이러한 유형의 입자 상호 작용을 전자기라고 합니다.

^ 결과적으로, 전하는 전자기 상호작용에 대한 입자의 능력을 정량적으로 측정한 것입니다.

일반적으로 양전하와 음전하라고 불리는 두 가지 유형의 전하가 있습니다. 같은 요금은 격퇴하고 다른 요금은 유치합니다.

모든 신체의 전하는 정수로 구성된다는 것이 실험적으로 확립되었습니다. 기본 요금, 즉. 전기 요금은 이산적입니다. 기본 요금은 일반적으로 문자로 표시됩니다. 이자형. 모든 기본 입자의 전하(0이 아닌 경우)의 절대값은 동일합니다.
|e| = 1.6·10 –19C
기본 요금보다 큰 요금은 정수의 기본 요금으로 구성됩니다.
q = ± Ne(N = 1, 2, 3, …)
신체의 전기화는 항상 전자의 재분배로 귀결됩니다. 신체에 전자가 너무 많으면 음전하를 띠고, 전자가 부족하면 양전하를 띠게 됩니다.

^ 고립계에서는 전하의 대수적 합이 일정하게 유지됩니다(전하 보존 법칙).
q 1 + q 2 +…+ q N = ∑q i = const
움직이지 않는 점 전하 사이의 상호 작용력을 규율하는 법칙은 쿨롱(1785)에 의해 확립되었습니다.

점전하는 대전된 물체로, 이 물체에서 전하를 운반하는 다른 물체까지의 거리와 비교하여 크기를 무시할 수 있습니다.

쿨롱의 법칙에 따르면, 진공 상태에서 두 고정 점전하 사이의 상호 작용력은 전하 계수의 곱에 직접적으로 비례하고 둘 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다.

k – 비례 계수.

SI k에서 =	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 – 전기 상수).

^ 2. 전기장. 긴장 전기장. 전기장의 중첩 원리
전기장은 전하의 상호 작용이 발생하는 물질의 한 유형입니다.

전기장의 강도 특성은 전기장 강도입니다.

주어진 지점에서의 전기장의 세기는 전기장의 주어진 지점에 위치한 테스트 전하에 전기장이 작용하는 힘과 이 전하의 크기의 비율과 같습니다.
.
전기장 강도는 in 또는 in으로 측정됩니다.

포인트 전하의 전계 강도.

장의 중첩 원리에 따르면, 전하 시스템의 전계 강도는 시스템의 각 전하에 의해 별도로 생성되는 전계 강도의 벡터 합과 같습니다.

+ 큐 1 - 큐 2

전기장은 전기력선을 사용하여 그래픽으로 표현할 수 있습니다.

전기장 강도선은 각 점에서의 접선이 해당 점에서의 강도 벡터의 방향과 일치하는 선입니다.

^ 3. 정전기 장력의 작용. 정전기장 전위

에프
박사 α DL
1개 ´ 2

아르 자형 1 아르 자형 2

큐

다른 전하의 장에 위치한 점전하에 작용하는 힘이 중심입니다. 중앙 세력장은 잠재력이 있습니다. 필드가 전위인 경우 이 필드에서 전하를 이동하기 위해 수행된 작업은 전하가 이동하는 경로에 의존하지 않습니다.a는 전하의 초기 위치와 최종 위치에 따라 달라집니다.그리고 .

기본 경로에서 작업

= .
이 공식에 따르면 고정 전하 분야에서 전하에 작용하는 힘은 보수적입니다. 전하를 이동시키기 위해 수행되는 작업은 실제로 전하의 초기 위치와 최종 위치에 따라 결정됩니다.

역학 과정에서 닫힌 경로에서 보존력의 작용은 0과 같다는 것이 알려져 있습니다.

^ 폐쇄 회로를 따른 정전기장 강도 벡터의 순환은 0입니다.

잠재적인

잠재적인 힘의 장에 위치한 신체는 에너지를 가지며, 이로 인해 현장 힘에 의해 작업이 수행됩니다.
.
결과적으로 고정 전하 분야에서 전하의 위치 에너지
.
이 전하의 크기에 대한 전하의 위치 에너지의 비율과 동일한 값을 정전기장 전위라고 합니다.
.
전위는 전기장의 에너지 특성입니다.

점전하의 전기장 전위
.
하전체 시스템에 의해 생성된 필드 전위는 각 전하에 의해 개별적으로 생성된 전위의 대수적 합과 같습니다.
.
전위가 있는 장점에 위치한 전하는 에너지를 갖습니다.
.
혐의에 대한 현장 부대의 작업

그 양을 전압이라고 합니다. 전위차와 전위차(전압)는 볼트(V) 단위로 측정됩니다.
^ 4. 정전기장강도와 전위의 관계
경로의 일부를 따라 전하가 전기장력에 의해 수행된 작업
.

반면에 따라서.

그것은 다음과 같습니다
. ; ; .

.
괄호 안의 양을 전위 구배라고 합니다.

결과적으로, 전계 강도는 반대 부호로 취한 전위 구배와 같습니다.

동시에 균일한 정전기장을 위해. 따라서, , .

전기장을 시각적으로 표현하기 위해 장력선과 함께 등전위 표면(등전위 표면)이 사용됩니다. 정전기장 강도 선은 등전위면에 수직(직교)입니다.
^ 5. 정전기장의 도체. 정전기 유도 현상. 정전기장의 유전체
정전기장의 도체. 정전기 유도.

전도체에는 전기장의 영향을 받아 신체 전체에 걸쳐 질서 있게 움직일 수 있는 자유 하전 입자를 가진 물질이 포함됩니다. 그러한 입자의 전하를 무료.

금속은 전도체이며 일부는 화학물질, 염, 산 및 알칼리의 수용액, 용융 염, 이온화 가스.

전기장에서 고체 금속 도체의 동작을 고려해 보겠습니다. 금속에서 자유 전하 캐리어는 전도 전자라고 불리는 자유 전자입니다.

+σ E 0 -σ
- +

충전되지 않은 금속 도체를 균일한 전계에 도입하면 도체의 전계의 영향을 받아 자유 전자가 다음 방향으로 이동하게 됩니다. 반대 방향장력 벡터 이자형 영형이 필드. 전자는 도체의 한쪽에 축적되어 과도한 음전하를 형성하고 도체의 다른 쪽의 전자 부족으로 인해 과도한 양전하가 형성됩니다. 도체에서는 전하가 분리됩니다. 이러한 보상되지 않은 반대 전하는 외부 전기장의 영향을 받는 경우에만 도체에 나타납니다. 이러한 전하는 유도(유도)되고 일반적으로 도체는 여전히 충전되지 않은 상태로 유지됩니다.

외부 전기장의 영향으로 특정 신체 부위 사이에 전하 재분배가 발생하는 이러한 유형의 전기화를 호출합니다. 정전기 유도.

보상되지 않은 도체의 반대 부분에 대한 정전기 유도의 결과로 나타남 전기요금자신의 전기장, 강도를 생성합니다. 이자형 와 함께도체 내부는 장력에 반대되는 방향으로 향합니다 이자형 영형도체가 배치되는 외부 필드. 도체의 전하가 분리되어 도체의 반대 부분에 축적됨에 따라 전압이 발생합니다. 이자형 와 함께내부 장은 증가하고 동일해진다 이자형 영형. 이는 긴장감을 불러일으킨다 이자형도체 내부의 결과 필드는 0이 됩니다. 이 경우 도체에서 전하의 평형이 발생합니다.

이 경우 보상되지 않은 전체 전하는 도체의 외부 표면에만 위치하며 도체 내부에는 전기장이 없습니다.

이 현상은 정전기 보호를 생성하는 데 사용되며, 그 본질은 민감한 장치를 전기장의 영향으로부터 보호하기 위해 금속 접지 케이스 또는 그리드에 배치한다는 것입니다.

^ 정전기장의 유전체.

유전체에는 정상적인 조건(즉, 온도가 너무 높지 않고 강한 전기장이 없는 경우)에서 자유 전하가 발생하지 않는 물질이 포함됩니다.

유전체의 도체와 달리 하전 입자는 몸체 전체를 이동할 수 없지만 일정한 위치에 비해 작은 거리(원자 단위 정도)만 이동할 수 있습니다. 결과적으로, 유전체의 전하는 관련된.

분자 구조에 따라 모든 유전체는 세 그룹으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 그룹에는 분자가 비대칭 구조(물, 알코올, 니트로벤젠)를 갖는 유전체가 포함됩니다. 이러한 분자의 경우 양전하와 음전하의 분포 중심이 일치하지 않습니다. 이러한 분자는 전기 쌍극자로 간주될 수 있습니다.

전기 쌍극자인 분자를 분자라고 한다. 극선.그들은 전기적인 순간을 가지고 있습니다 피 =큐 엘외부 필드가 없는 경우에도 마찬가지입니다.

두 번째 그룹에는 분자가 대칭인 유전체(예: 파라핀,

이상기체의 부피가 0이 되는 한계온도는 다음과 같다. 절대 영도.

섭씨 눈금에서 절대 영도의 값을 찾아봅시다.
볼륨 동일화 V공식 (3.1)에서 0을 고려하면

따라서 절대 영도는

티= –273°C. 2

이것은 Lomonosov가 예측했던 "가장 높거나 마지막 추위"인 자연의 극한, 최저 온도입니다.

폭발 중에 지구상에서 가장 높은 온도(수억 도)가 얻어졌습니다. 열핵폭탄. 일부 별의 내부 영역에서는 훨씬 더 높은 온도가 일반적입니다.

2절대 영도의 더 정확한 값: –273.15°C.

켈빈 척도

영국 과학자 W. Kelvin이 소개했습니다. 절대 규모온도 켈빈 눈금의 영점 온도는 절대 영도에 해당하며 이 눈금의 온도 단위는 섭씨 눈금의 1도와 동일하므로 절대 온도 티는 공식에 의해 섭씨 온도와 관련이 있습니다

티 = 티 + 273. (3.2)

그림에서. 3.2는 비교를 위한 절대 눈금과 섭씨 눈금을 보여줍니다.

절대온도의 SI 단위는 다음과 같습니다. 켈빈(약어로 K). 따라서 섭씨 온도 1도는 켈빈 온도 1도와 같습니다.

따라서 절대 온도는 공식(3.2)에 의해 주어진 정의에 따라 섭씨 온도와 실험적으로 결정된 a 값에 따라 파생되는 양입니다.

리더:절대온도에는 어떤 물리적 의미가 있나요?

식 (3.1)을 다음과 같은 형식으로 작성해 보겠습니다.

켈빈 척도의 온도가 섭씨 척도의 온도와 관련이 있다는 점을 고려하면 다음과 같습니다. 티 = 티 + 273, 우리는 얻습니다

어디 티 0 = 273K 또는

이 관계는 임의의 온도에 유효하므로 티이면 Gay-Lussac의 법칙은 다음과 같이 공식화될 수 있습니다.

p = const에서 주어진 가스 질량에 대해 다음 관계가 유지됩니다.

과제 3.1.온도에서 티 1 = 300K 가스 부피 V 1 = 5.0리터. 동일한 압력과 온도에서 기체의 부피를 결정합니다. 티= 400K

멈추다! 스스로 결정하세요: A1, B6, C2.

문제 3.2.등압 가열 동안 공기의 양은 1% 증가했습니다. 절대온도는 몇 퍼센트 증가했는가?

= 0,01.

답변: 1 %.

결과 공식을 기억해 봅시다

멈추다! A2, A3, B1, B5 중에서 스스로 결정하세요.

찰스의 법칙

프랑스 과학자 Charles는 가스를 가열하여 부피가 일정하게 유지되면 가스의 압력이 증가한다는 것을 실험적으로 확립했습니다. 온도에 대한 압력의 의존성은 다음과 같은 형태를 갖습니다.

아르 자형(티) = 피 0 (1 + b 티), (3.6)

어디 아르 자형(티) – 온도에서의 압력 티℃; 아르 자형 0 – 0°C에서의 압력; b는 압력의 온도 계수이며 모든 가스에 대해 동일합니다: 1/K.

리더:놀랍게도 압력의 온도 계수 b는 부피 팽창의 온도 계수 a와 정확히 같습니다!

일정량의 가스를 일정량의 부피로 취하자 V온도에서 0 티 0과 압력 아르 자형 0 . 처음으로 가스 압력을 일정하게 유지하면서 특정 온도까지 가열합니다. 티 1 . 그러면 가스는 부피를 갖게 될 것입니다. V 1 = V 0 (1 + 에 티) 및 압력 아르 자형 0 .

두 번째로 기체의 부피를 일정하게 유지하면서 동일한 온도로 가열합니다. 티 1 . 그러면 가스에 압력이 가해질 것입니다. 아르 자형 1 = 아르 자형 0 (1 + b 티) 및 볼륨 V 0 .

두 경우 모두 가스 온도가 동일하므로 보일-마리오트 법칙이 유효합니다.

피 0 V 1 = 피 1 V 0 Þ 아르 자형 0 V 0 (1 + 에 티) = 아르 자형 0 (1 + b 티)V 0 Þ

Þ 1 + 에 티 = 1 + 비 티Þ a = b.

따라서 a = b인 것은 놀라운 일이 아닙니다. 그렇지 않습니다!

찰스의 법칙을 다음 형식으로 다시 작성해 보겠습니다.

고려해 보면 티 = 티°С + 273 °С, 티 0 = 273°C, 우리는 다음을 얻습니다.

온도는 신체의 "따뜻함"을 정량적으로 측정한 것입니다. 온도의 개념은 시스템의 상태를 결정하는 물리량 중에서 특별한 위치를 차지합니다. 온도는 주어진 몸체의 열평형 상태를 특징짓는 것 뿐만이 아닙니다. 또한 에 위치한 두 개 이상의 바디에 대해 동일한 값을 취하는 매개변수이기도 합니다. 열 평형서로, 즉 신체 시스템의 열 평형을 특징으로합니다. 이는 서로 다른 온도를 갖는 두 개 이상의 물체가 접촉하면 분자 간의 상호 작용의 결과로 이러한 물체가 동일한 온도 값을 갖게 됨을 의미합니다.

분자운동론은 온도의 물리적 의미를 명확히 하는 것을 가능하게 해준다. 식 (2.4)와 (2.7)을 비교하면 다음과 같이 일치하는 것을 알 수 있습니다.

(2.9)

이러한 관계를 기체 분자 운동 이론의 두 번째 기본 방정식이라고 합니다. 그들은 절대 온도가 분자의 병진 운동의 평균 운동 에너지를 결정하는 양임을 보여줍니다. 이는 분자의 병진 운동 에너지, 즉 분자의 열 운동 강도를 측정한 것입니다. 이것이 절대온도의 분자운동학적 의미이다. 보시다시피, 신체를 가열하는 과정은 신체 입자의 평균 운동 에너지 증가와 직접적인 관련이 있습니다. (2.9)에서 절대온도가 양의 양이라는 것이 분명해졌습니다. 의미 절대 영도라고 부른다. (2.8)에 따르면, 절대 영도에서 입자의 병진 운동은 완전히 멈춰야 합니다( ). 그러나 저온에서는 가스가 응축된다는 점에 유의해야 합니다. 결과적으로 가스 운동 이론을 기반으로 도출된 모든 결론은 그 의미를 잃습니다. 그리고 절대온도 0도에서는 움직임이 사라지지 않습니다. 원자 내 전자의 움직임과 금속 내 자유 전자의 움직임은 절대 영도에서도 완전히 보존됩니다. 또한 절대 영도에서도 분자 내부 원자와 결정 격자 노드에 있는 원자의 일부 진동 운동이 보존됩니다. 이러한 진동의 존재는 양자 조화 발진기의 영점 에너지의 존재와 관련이 있습니다( ), 이는 위의 원자 진동으로 간주될 수 있습니다. 이 에너지는 온도에 의존하지 않으므로 온도가 내려가도 사라지지 않습니다. . 저온에서는 운동에 대한 고전적인 아이디어가 더 이상 적용되지 않습니다. 이 영역에서는 신체 온도가 절대 영도까지 감소하더라도 입자의 움직임이 멈추지 않는 양자 법칙이 작동합니다. 그러나 이 움직임의 속도는 더 이상 온도에 의존하지 않으며 이 움직임은 열적이지 않습니다. 이는 불확정성 원리에 의해 확인됩니다. 신체의 입자가 정지한 경우 해당 입자의 위치(좌표) 엑스, 와이, z) 및 충격(충격의 투영) px, 피, 피지) 정확하게 결정될 것입니다 등등, 이는 불확실성 관계와 모순됩니다. 등. 절대 영점은 달성할 수 없습니다. 아래에서는 절대 영도 온도가 시스템의 에너지가 가장 낮은 상태에 있는 시스템 상태를 의미하므로 에너지 전달로 인해 입자의 이동 강도가 추가로 감소한다는 것을 보여줍니다. 주변 시체는 불가능합니다.

식 (2.7)은 다음과 같은 형식으로 작성할 수 있습니다.

이 공식은 단원자 가스의 절대 온도 개념을 정의하는 역할을 할 수 있습니다. 다른 시스템의 온도는 다음 값으로 정의될 수 있습니다. 온도와 같음이 시스템과 열 평형 상태에 있는 단원자 가스. 이 공식을 사용하여 온도를 결정하는 것은 가스 원자의 전자적으로 들뜬 상태가 발생할 확률을 더 이상 무시할 수 없는 온도까지 정확합니다.

관계식 (2.8)을 사용하면 소위 분자의 제곱평균제곱근 속도를 도입하여 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

그러면 우리는 얻는다

절대 온도의 개념은 통계 물리학에서 보다 엄격하게 도입될 수 있으며, 여기서는 에너지에 따른 입자의 통계적 분포 계수로 간주될 수 있습니다. 또한 공식 (2.7)과 (2.8)에서 볼 수 있듯이 압력과 같은 온도는 이상 기체 분자의 평균 운동 에너지에 의해 결정되므로 통계량을 나타내므로 다음과 같은 의미가 없습니다. 하나 또는 소수의 분자의 온도나 압력에 대해 이야기합니다.

절대 영도

절대 영도(덜 자주 - 절대 영도) - 우주의 육체가 가질 수 있는 최소 온도 한계입니다. 절대 영도는 켈빈 척도와 같은 절대 온도 척도의 원점 역할을 합니다. 1954년 제10차 도량형 총회에서는 하나의 기준점, 즉 물의 삼중점을 사용하는 열역학적 온도 척도를 확립했는데, 그 온도는 273.16K(정확히)로 간주되었으며 이는 0.01°C에 해당합니다. 섭씨 온도는 절대 영도 −273.15°C에 해당합니다.

절대 영도 근처에서 관찰되는 현상

절대 영도에 가까운 온도에서는 다음과 같은 거시적 수준에서 순수한 양자 효과를 관찰할 수 있습니다.

노트

문학

G. Burmin. 절대 영도에 대한 공격. - M.: “아동문학”, 1983

또한보십시오

위키미디어 재단. 2010.

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