Какая температура называется термодинамической

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Термодинамическая температура (также называемая абсолютной температурой) — это физическая величина, которая является фундаментальной мерой средней кинетической энергии хаотического движения частиц, составляющих макроскопическую систему. В отличие от бытовых температурных шкал (Цельсия или Фаренгейта), термодинамическая шкала не зависит от свойств конкретного термометрического вещества (например, расширения ртути или изменения сопротивления платины), а базируется на законах термодинамики. Основные характеристики

  • Начало отсчета: Нулевая точка этой шкалы — абсолютный нуль ( 00 К). Это состояние, при котором прекращается тепловое движение молекул, и система находится в своем минимально возможном энергетическом состоянии. Единица измерения: В системе СИ используется Кельвин (К). Один кельвин равен 1/273,161 / 273 comma 16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Связь с энергией: Для идеального газа термодинамическая температура напрямую связана со средней кинетической энергией поступательного движения молекул уравнением:
    E=32kTopen angle bracket cap E close angle bracket equals three-halves k cap T где kk — постоянная Больцмана, а Tcap T — термодинамическая температура.

Физический смысл и определение Термодинамическое определение температуры вытекает из второго начала термодинамики и анализа цикла Карно. Было доказано, что КПД обратимой тепловой машины зависит только от температур нагревателя и холодильника: η=Q1Q2Q1=T1T2T1eta equals the fraction with numerator cap Q sub 1 minus cap Q sub 2 and denominator cap Q sub 1 end-fraction equals the fraction with numerator cap T sub 1 minus cap T sub 2 and denominator cap T sub 1 end-fraction Это позволяет определить отношение температур через отношение количеств теплоты, что делает шкалу объективной и универсальной для всей физики. Сравнение с шкалой Цельсия Термодинамическая шкала ( Tcap T) связана со шкалой Цельсия ( tt) простым соотношением: T=t+273,15cap T equals t plus 273 comma 15

Состояние Цельсий (°C)Кельвин (K)
Абсолютный нуль -273,15negative 273 comma 15 00
Таяние льда 00 273,15273 comma 15
Тройная точка воды 0,010 comma 01 273,16273 comma 16
Кипение воды 100100 373,15373 comma 15

Почему это важно Термодинамическая температура является строго положительной величиной ( T>0cap T is greater than 0). Она используется во всех фундаментальных физических уравнениях, таких как закон Менделеева — Клапейрона, закон Стефана — Больцмана и уравнениях химической термодинамики. Использование именно этой шкалы позволяет избежать отрицательных значений в расчетах энергии и энтропии. Я могу помочь вам рассчитать изменение энтропии для конкретной системы или подробнее разобрать принципы работы цикла Карно.

Форма ответа

Ваш аватар