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Temperatura zero assoluta - il punto di terminazione del movimento delle molecole

Temperatura zero assoluta - il punto di terminazione del movimento delle molecole
Temperatura zero assoluta - il punto di terminazione del movimento delle molecole
Anonim

Il termine "temperatura" è apparso in un momento in cui i fisici pensavano che i corpi caldi costituissero una sostanza più specifica - calorifica - rispetto agli stessi corpi, ma fredda. E la temperatura è stata interpretata come un valore corrispondente alla quantità di potere calorifico nel corpo. Da allora, la temperatura di tutti i corpi è misurata in gradi. Ma in realtà è una misura dell'energia cinetica delle molecole in movimento e, sulla base di ciò, dovrebbe essere misurata in Joule, in conformità con il Sistema di unità di C.

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Il concetto di "temperatura zero assoluta" deriva dalla seconda legge della termodinamica. Secondo esso, il processo di trasferimento di calore da un corpo freddo a uno caldo è impossibile. Questo concetto è stato introdotto dal fisico inglese W. Thomson. Gli è stato conferito il titolo nobile "Lord" e il titolo "Baron Kelvin" per i risultati in fisica dalla Regina d'Inghilterra. Nel 1848, W. Thomson (Kelvin) propose l'uso di una scala di temperatura in cui lo zero assoluto della temperatura corrispondente al freddo estremo fu preso come punto di partenza e il grado di centigrado fu preso come il prezzo della divisione. L'unità Kelvin è 1/27316 la frazione della temperatura del punto triplo dell'acqua (circa 0 ° C), cioè temperatura alla quale l'acqua pura è immediatamente in tre forme: ghiaccio, acqua liquida e vapore. La temperatura zero assoluta è la temperatura minima più bassa possibile alla quale si ferma il movimento delle molecole e non è più possibile estrarre energia termica da una sostanza. Da allora, la scala della temperatura assoluta ha iniziato a essere chiamata il suo nome.

La temperatura viene misurata su scale diverse.

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La scala di temperatura più utilizzata è chiamata "scala Celsius". È costruito su due punti: alla temperatura della transizione di fase dell'acqua da liquido a vapore e acqua a ghiaccio. A. Celsius nel 1742 propose di dividere la distanza tra i punti di riferimento in 100 spazi vuoti e di portare il punto di ebollizione dell'acqua a zero, mentre il punto di congelamento era di 100 gradi. Ma lo svedese K. Linnaeus propose di fare il contrario. Da allora, l'acqua si congela a zero gradi A. Celsius. Anche se proprio in gradi Celsius dovrebbe bollire. Lo zero assoluto Celsius corrisponde a meno 273, 16 gradi Celsius.

Esistono diverse scale di temperatura: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Römer. Hanno diversi punti di riferimento e il prezzo della divisione. Ad esempio, la scala Reaumur si basa anche su parametri di riferimento per bollire e congelare l'acqua, ma ha 80 divisioni. La scala Fahrenheit, che apparve nel 1724, viene utilizzata nella vita di tutti i giorni solo in alcuni paesi del mondo, compresi gli Stati Uniti; punti di riferimento: uno è la temperatura di una miscela di ghiaccio d'acqua - ammoniaca e l'altro - il corpo umano. La scala è divisa in cento divisioni. Zero Celsius corrisponde a 32 gradi Fahrenheit. La conversione dei gradi in Fahrenheit può essere eseguita secondo la formula: F = 1, 8 C + 32. Traduzione inversa: C = (F - 32) / 1, 8, dove: F - gradi Fahrenheit, C - gradi Celsius. Se sei troppo pigro per prendere in considerazione, vai al servizio online per il trasferimento da Celsius a Fahrenheit. Nella casella, digita il numero di gradi Celsius, fai clic su "Calcola", seleziona "Fahrenheit" e fai clic su "Avvia". Il risultato apparirà immediatamente.

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La scala di Rankin prende il nome dal fisico inglese (più precisamente, scozzese) William J. Rankin, un ex contemporaneo di Kelvin e uno dei creatori della termodinamica tecnica. Ci sono tre punti importanti nella sua scala: l'inizio è zero assoluto, i punti di congelamento dell'acqua sono 491, 67 gradi Rankin e l'acqua bollente è 671, 67 gradi. Il numero di divisioni tra il congelamento dell'acqua e la sua ebollizione sia in Rankin che in Fahrenheit è 180.

La maggior parte di queste scale sono utilizzate esclusivamente dai fisici. E il 40% degli studenti delle scuole superiori americane intervistati oggi afferma di non sapere quale sia la temperatura zero assoluta.