الطبيعة

درجة حرارة الصفر المطلقة - نقطة إنهاء حركة الجزيئات

درجة حرارة الصفر المطلقة - نقطة إنهاء حركة الجزيئات
درجة حرارة الصفر المطلقة - نقطة إنهاء حركة الجزيئات

فيديو: الفيزياء الفصل السادس قوانين الغازات 8-2-2012 2024, يوليو

فيديو: الفيزياء الفصل السادس قوانين الغازات 8-2-2012 2024, يوليو
Anonim

ظهر مصطلح "درجة الحرارة" في وقت اعتقد فيه الفيزيائيون أن الأجسام الدافئة تتكون من مادة أكثر تحديدًا - حرارية - من نفس الأجسام ، ولكنها باردة. وتم تفسير درجة الحرارة على أنها قيمة مقابلة لكمية القيمة الحرارية في الجسم. منذ ذلك الحين ، يتم قياس درجة حرارة أي أجسام بالدرجات. لكن في الواقع هو مقياس للطاقة الحركية للجزيئات المتحركة ، وبناءً على ذلك ، يجب قياسه بالجول ، وفقًا لنظام وحدات C.

Image

يأتي مفهوم "درجة الحرارة الصفرية المطلقة" من القانون الثاني للديناميكا الحرارية. وفقا لها ، فإن عملية نقل الحرارة من الجسم البارد إلى الجسم الساخن مستحيل. تم تقديم هذا المفهوم من قبل الفيزيائي الإنجليزي دبليو طومسون. حصل على لقب "اللورد" النبيل وعنوان "البارون كلفن" لإنجازات ملكة إنجلترا في الفيزياء. في عام 1848 ، اقترح دبليو طومسون (كلفن) استخدام مقياس درجة الحرارة حيث تم أخذ الصفر المطلق لدرجة الحرارة المقابلة للبرد الشديد كنقطة انطلاق ، وتم أخذ درجة مئوية كسعر التقسيم. وحدة كلفن هي 1/27316 جزء درجة حرارة النقطة الثلاثية للماء (حوالي 0 درجة مئوية) ، أي درجة الحرارة التي يكون فيها الماء النقي على الفور في ثلاثة أشكال: الثلج والماء السائل والبخار. درجة الحرارة الصفرية المطلقة هي أدنى درجة حرارة منخفضة ممكنة تتوقف عندها حركة الجزيئات ، ولم يعد من الممكن استخراج الطاقة الحرارية من مادة. منذ ذلك الحين ، بدأ يسمى مقياس درجة الحرارة المطلقة باسمه.

يتم قياس درجة الحرارة بمقاييس مختلفة.

Image

يسمى مقياس درجة الحرارة الأكثر استخدامًا "مقياس درجة مئوية". وهي مبنية على نقطتين: في درجة حرارة المرحلة الانتقالية للماء من السائل إلى البخار والماء إلى الجليد. اقترح أ. سلسيوس عام 1742 تقسيم المسافة بين النقاط المرجعية إلى 100 فجوة ، وأخذ درجة غليان الماء صفرًا ، بينما كانت نقطة التجمد 100 درجة. لكن السويدي K. Linnaeus اقترح القيام بالعكس. منذ ذلك الحين ، تجمد الماء عند درجة صفر أ. على الرغم من أنه في درجة مئوية بالضبط يجب أن يغلي. يقابل الصفر المطلق درجة مئوية تحت الصفر 273.16 درجة مئوية.

هناك عدة مقاييس لدرجة الحرارة: فهرنهايت ، ريومور ، رانكين ، نيوتن ، رومر. لديهم نقاط مرجعية مختلفة وسعر القسمة. على سبيل المثال ، تم بناء مقياس ريومور أيضًا على معايير لغلي وتجميد المياه ، ولكنه يحتوي على 80 قسمًا. مقياس فهرنهايت ، الذي ظهر عام 1724 ، يستخدم في الحياة اليومية فقط في بعض دول العالم ، بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية. النقاط المرجعية: الأولى هي درجة حرارة خليط من جليد الماء - الأمونيا والأخرى - جسم الإنسان. المقياس مقسم إلى مائة قسم. صفر درجة مئوية تعادل 32 درجة فهرنهايت. يمكن تحويل الدرجات إلى فهرنهايت وفقًا للصيغة: F = 1.8 C + 32. الترجمة العكسية: C = (F - 32) / 1.8 ، حيث: F - درجات فهرنهايت ، C - درجات مئوية. إذا كنت كسولًا جدًا بحيث لا يمكنك التفكير فيه ، فانتقل إلى الخدمة عبر الإنترنت لنقل درجة مئوية إلى فهرنهايت. في المربع ، اكتب عدد درجات مئوية ، انقر فوق "حساب" ، حدد "فهرنهايت" وانقر على "ابدأ". ستظهر النتيجة على الفور.

Image

تم تسمية مقياس رانكين على اسم الفيزيائي الإنجليزي (بتعبير أدق ، الاسكتلندي) وليام ج. رانكين ، وهو معاصر سابق لكلفن وأحد مبدعي الديناميكا الحرارية التقنية. هناك ثلاث نقاط مهمة في مقياسه: البداية صفر مطلق ، ونقاط تجمد الماء 491.67 درجة رانكين والماء المغلي 671.67 درجة. يبلغ عدد الانقسامات بين تجميد المياه وغليها في رانكين وفهرنهايت 180 درجة.

يتم استخدام معظم هذه المقاييس حصريا من قبل الفيزيائيين. ويقول 40٪ من طلاب المدارس الثانوية الأمريكية الذين شملهم الاستطلاع اليوم أنهم لا يعرفون درجة حرارة الصفر المطلقة.