0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Абсолютный нуль

Абсолютный нуль

Абсолютный ноль — это воображаемая температура, при достижении которой вещество охлаждается настолько, что атомы его перестают совершать движение. Достигнут абсолютный ноль никогда не был — ни в природе, ни в лаборатории. Однако ученые подбирались к нему очень близко. Не исключено, что дойти до абсолютного ноля можно, но, даже дойдя, мы не сможем это узнать, потому что не существует термометра, который способен его измерить.

Измеряя температуру какого-либо тела, мы регистрируем среднюю энергию частиц, из которых оно состоит. Температура показывает, насколько быстро колеблются или движутся эти частицы. В газе или жидкости частицы могут летать в любом направлении и при этом они нередко соударяются. Поэтому температура их связана со средней скоростью движения частиц. Атомы твердого тела закреплены в решеточной структуре и удерживаются в ней электрическими связями. При разогреве тела атомы приобретают энергию и начинают подрагивать, точно желе, не покидая, однако, своих мест.

Если вы охлаждаете вещество, его атомы совершают меньше движений. В газе снижается их скорость, в твердом теле сокращается число колебаний. Чем ниже падает температура, тем меньше становится движения. При достаточной степени охлаждения атомы вообще перестают двигаться. Эта гипотетическая пока что точка и называется «абсолютным нолем».

Статья в тему:  Бехтерева н п биография. Наталья Бехтерева: мысль существует отдельно от мозга. Зрение без глаз

Индустриальная революция

На заре промышленной революции новомодные паровые машины начали использовать тепло в работе, а науку – в прибыль. Раскрытие истинной природы тепла привело бы к созданию более эффективных электростанций. Поэтому для решения этой проблемы были задействованы все интеллектуальные и финансовые ресурсы.

Лорд Кельвин сделал вывод, что если достаточно уменьшить температуру вещества, можно было бы достичь границы. При которой молекулы станут совершенно неподвижными. Минимально возможной температуры. Его расчеты правильно указали -273,15 °C в качестве этой физической границы.

Это знаменательное открытие вызвало еще больше вопросов. Возможно ли достичь абсолютного нуля? Что произойдет с молекулами, вынужденными оставаться в таком состоянии покоя? Распадутся ли они? Превратятся ли они в еще не наблюдаемую фазу материи? Что это будет означать?

Измерение

Температура — это прямое измерение тепловой энергии, то есть чем горячее объект, тем больше тепловой энергии он имеет. Тепло — это мера того, сколько тепловой энергии передается между двумя системами.
Легко повернуть механическую энергию в тепловую, например используя трение. Также можно превратить тепловую энергию в механическую с помощью теплового двигателя, но при этом всегда будет отходящее тепло.

Температура обычно наблюдается в единицах градуса Цельсия или °C (в некоторых странах используется шкала Фаренгейта); однако в научном сообществе наблюдается в единицах Си—Кельвин или K (обратите внимание, что это K не °K). Как Кельвин, так и градусы Цельсия имеют свои преимущества и недостатки.

Статья в тему:  Читать произведение богомолова иван. «Ему столько довелось пережить, что нам и не снилось». Завязка: ночной гость

Содержание

В 1703 г. французский физик Гийом Амонтон (фр. Guillaume Amontons) представил воздушный термометр, в котором за нуль шкалы принималась температура, при которой воздух «теряет всю свою упругость». Рассчитанное им значение составило −239,5 °C.

В вышедшей в 1779 г. работе «Пирометрия» немецкий учёный Ламберт (нем. Johann Heinrich Lambert) уточнил полученное Амонтоном значение и получил −270 °C [2] .

Измерения по Фаренгейту

Конвертацию значений из Фаренгейта в градусы Цельсия можно осуществить по несложным правилам, учитывая тот факт, что точка замерзания по Цельсию на 32 единицы ниже, чем по Фаренгейту.

Пример:

  • 1°F = (1–32) * 0,55555 = — 17 °C;
  • 10°F = (10–32) * 0,55555 = — 12 °C;
  • 32°F = (32–32) * 0,55555 = 0 °C;
  • 50°F = (50–32) * 0,55555 = +10 °C;
  • и т. д.

Однако, при обратной конвертации из Цельсия в Фаренгейты, расчёты по приведённой системе будут неточными, поэтому лучше прибегнуть к разработанной Фаренгейтом таблице. А также можно воспользоваться онлайн-калькулятором, размещённым на любом тематическом сайте. Показатели принятой таблицы перевода величин и расчётные данные по онлайн-калькулятору выглядят так:

  • 0 0 С = 32 F;
  • 1 0 С = 33,8 0 F;
  • 10 0 С = 50 0 F;
  • 100 0 С = 212 0 F.
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector