Термодинамическая шкала температур — справочник студента

Возьмем закрытый сосуд с газом, и будем нагревать его, первоначально поместив в тающий лед. Температуру газа t определим с помощью термометра, а давление p манометром. С увеличением температуры газа его давление будет возрастать. Такую зависимость нашел французский физик Шарль. График зависимости p от t, построенный на основании такого опыта, имеет вид прямой линии.

Если продолжить график в область низких давлений, можно определить некоторую «гипотетическую» температуру, при которой давление газа стало бы равным нулю. Опыт показывает, что эта температура равна –273,15 °С и не зависит от свойств газа.

Невозможно на опыте получить путем охлаждения газ в состоянии с нулевым давлением, так как при очень низких температурах все газы переходят в жидкие или твердые состояния. Давление идеального газа определяется ударами хаотически движущихся молекул о стенки сосуда.

Значит, уменьшение давления при охлаждении газа объясняется уменьшением средней энергии поступательного движения молекул газа Е; давление газа будет равно нулю, когда станет равна нулю энергия поступательного движения молекул.

Английский физик У. Кельвин (Томсон) выдвинул идею о том, что полученное значение абсолютного нуля соответствует прекращению поступательного движения молекул всех веществ. Температуры ниже абсолютного нуля в природе быть не может. Это предельная температура при которой давление идеального газа равно нулю.

Температуру, при которой должно прекратиться поступательное движение молекул, называют абсолютным нулем (илинулем Кельвина).

Кельвин в 1848 г. предложил использовать точку нулевого давления газа для построения новой температурной шкалы – термодинамической шкалы температур(шкала Кельвина). За начало отсчета по этой шкале принята температура абсолютного нуля.

Размер градуса кельвина определяют так, чтобы он совпадал с градусом Цельсия, т.е 1К соответствует 1ºС.

Температура, отсчитанная по термодинамической шкале температур, обозначается Т. Её называют абсолютной температурой или термодинамической температурой.

Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур. Она оказывается наиболее удобной при построении физических теорий.

Кроме точки нулевого давления газа, которая называется абсолютным нулем температуры, достаточно принять еще одну фиксированную опорную точку.

В шкале Кельвина в качестве такой точки используется температура тройной точки воды(0,01 °С), в которой в тепловом равновесии находятся все три фазы – лед, вода и пар.

По шкале Кельвина температура тройной точки принимается равной 273,16 К.

• Связь между абсолютной температурой и температурой по шкале Цельсиявыражается формулой Т = 273,16 + t , где t – температура в градусах Цельсия.
• Чаще пользуются приближенной формулой Т = 273 + t и t = Т – 273
• Абсолютная температура не может быть отрицательной.

2. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Скорость электромагнитных волн.

X. Эрстед (1820) М. Фарадей (1834)

Дж. Максвелл (1864) — два постулата:

1.Переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле.

2.Переменное электрическое поле создает вихревое магнитное поле.

1. Электромагнитное поле
2. Это особая форма материи — совокупность электрических и магнитных полей.
3. Переменные электрические и магнитные поля существуют одновременно и образуют единое электромагнитное ноле.

При скорости заряда, равной нулю, существует только электрическое поле.	При постоянной скорости заряда возникает электро­магнитное поле.	При ускоренном движении заряда происходит излучение электромагнитной волны, которая распространяется в пространстве с конечной скоростью.

Источник: https://cyberpedia.su/16x22ff.html

Урок 06. Лекция 05. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии частиц

• Понятие температуры – одно из важнейших в молекулярной физике.
• Температура — это физическая величина, которая характеризует степень нагретости тел.
• Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением.

Кинетическая энергия теплового движения растет с возрастанием температуры.

При низких температурах средняя кинетическая энергия молекулы может оказаться небольшой. В этом случае молекулы конденсируются в жидкое или твердое вещество; при этом среднее расстояние между молекулами будет приблизительно равно диаметру молекулы.

При повышении температуры средняя кинетическая энергия молекулы становится больше, молекулы разлетаются, и образуется газообразное вещество.

Понятие температуры тесно связано с понятием теплового равновесия. Тела, находящиеся в контакте друг с другом, могут обмениваться энергией. Энергия, передаваемая одним телом другому при тепловом контакте, называется количеством теплоты.

Рассмотрим пример. Если положить нагретый металл на лед, то лед начнет плавится, а металл – охлаждаться до тех пор, пока температуры тел не станут одинаковыми. При контакте между двумя телами разной температуры происходит теплообмен, в результате которого энергия металла уменьшается, а энергия льда увеличивается.

Энергия при теплообмене всегда передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. В конце концов, наступает состояние системы тел, при котором теплообмен между телами системы будет отсутствовать. Такое состояние называют тепловым равновесием.

Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными.

Температура – это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии. Возможность введения понятия температуры следует из опыта и носит название нулевого закона термодинамики.

1. Тела, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковые температуры.
2. Для измерения температур чаще всего используют свойство жидкости изменять объем при нагревании (и охлаждении).
3. Прибор, с помощью которого измеряется температура, называется термометр.

Для создания термометра необходимо выбрать термометрическое вещество (например, ртуть, спирт) и термометрическую величину, характеризующую свойство вещества (например, длина ртутного или спиртового столбика).

В различных конструкциях термометров используются разнообразные физические свойства вещества (например, изменение линейных размеров твердых тел или изменение электрического сопротивления проводников при нагревании). Термометры должны быть откалиброваны. Для этого их приводят в тепловой контакт с телами, температуры которых считаются заданными.

Чаще всего используют простые природные системы, в которых температура остается неизменной, несмотря на теплообмен с окружающей средой – это смесь льда и воды и смесь воды и пара при кипении при нормальном атмосферном давлении.

Температуру среды, в которую погружен термометр определяют по положению верхнего уровня ртути в трубке. Деления на шкале условились наносить следующим образом.

Цифру 0 ставят в том месте шкалы, где устанавливается уровень столбика жидкости, когда термометр опущен в тающий снег (лед), цифру 100 – в том месте, где устанавливается уровень столбика жидкости, когда термометр погружен в пары воды, кипящей при нормальном давлении (105 Па). Расстояние между этими отметками делят на 100 равных частей, называемых градусами. Такой способ деления шкалы введен Цельсием. Градус по шкале Цельсия обозначают ºС.

По температурной шкале Цельсия точке плавления льда приписывается температура 0 °С, а точке кипения воды – 100 °С. Изменение длины столба жидкости в капиллярах термометра на одну сотую длины между отметками 0 °С и 100 °С принимается равным 1 °С.

В ряде стран (США) широко используется шкала Фаренгейта (TF), в которой температура замерзающей воды принимается равной 32 °F, а температура кипения воды равной 212 °F. Следовательно,

Ртутные термометры применяют для измерения температуры в области от -30 ºС до +800 ºС. Наряду с жидкостными ртутными и спиртовыми термометрами применяются электрические и газовые термометры.

Электрический термометр – термосопротивление – в нем используется зависимость сопротивления металла от температуры.

Особое место в физике занимают газовые термометр, в которых термометрическим веществом является разреженный газ (гелий, воздух) в сосуде неизменного объема (V = const), а термометрической величиной – давление газа p. Опыт показывает, что давление газа (при V = const) растет с ростом температуры, измеренной по шкале Цельсия.

Чтобы проградуировать газовый термометр постоянного объема, можно измерить давление при двух значениях температуры (например, 0 °C и 100 °C), нанести точки p0 и p100 на график, а затем провести между ними прямую линию. Используя полученный таким образом калибровочный график, можно определять температуры, соответствующие другим значениям давления.

Газовые термометры громоздки и неудобны для практического применения: они используются в качестве прецизионного стандарта для калибровки других термометров.

Показания термометров, заполненных различными термометрическими телами, обычно несколько различаются. Чтобы точное определение температуры не зависело от вещества, заполняющего термометр, вводится термодинамическая шкала температур.

Чтобы её ввести, рассмотрим, как зависит давление газа от температуры, когда его масса и объём остаются постоянными.

Термодинамическая шкала температур. Абсолютный нуль.

Возьмем закрытый сосуд с газом, и будем нагревать его, первоначально поместив в тающий лед. Температуру газа t определим с помощью термометра, а давление p манометром. С увеличением температуры газа его давление будет возрастать. Такую зависимость нашел французский физик Шарль. График зависимости p от t, построенный на основании такого опыта, имеет вид прямой линии.

Если продолжить график в область низких давлений, можно определить некоторую «гипотетическую» температуру, при которой давление газа стало бы равным нулю. Опыт показывает, что эта температура равна –273,15 °С и не зависит от свойств газа.

Невозможно на опыте получить путем охлаждения газ в состоянии с нулевым давлением, так как при очень низких температурах все газы переходят в жидкие или твердые состояния. Давление идеального газа определяется ударами хаотически движущихся молекул о стенки сосуда.

Значит, уменьшение давления при охлаждении газа объясняется уменьшением средней энергии поступательного движения молекул газа Е; давление газа будет равно нулю, когда станет равна нулю энергия поступательного движения молекул.

Английский физик У. Кельвин (Томсон) выдвинул идею о том, что полученное значение абсолютного нуля соответствует прекращению поступательного движения молекул всех веществ. Температуры ниже абсолютного нуля в природе быть не может. Это предельная температура при которой давление идеального газа равно нулю.

Температуру, при которой должно прекратиться поступательное движение молекул, называют абсолютным нулем (или нулем Кельвина).

Кельвин в 1848 г. предложил использовать точку нулевого давления газа для построения новой температурной шкалы –термодинамической шкалы температур (шкала Кельвина). За начало отсчета по этой шкале принята температура абсолютного нуля.

В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой К.

Размер градуса кельвина определяют так, чтобы он совпадал с градусом Цельсия, т.е 1К соответствует 1ºС.

Температура, отсчитанная по термодинамической шкале температур, обозначается Т. Её называют абсолютной температурой илитермодинамической температурой.

Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур. Она оказывается наиболее удобной при построении физических теорий.

Кроме точки нулевого давления газа, которая называется абсолютным нулем температуры, достаточно принять еще одну фиксированную опорную точку.

В шкале Кельвина в качестве такой точки используется температура тройной точки воды (0,01 °С), в которой в тепловом равновесии находятся все три фазы – лед, вода и пар.

По шкале Кельвина температура тройной точки принимается равной 273,16 К.

• Связь между абсолютной температурой и температурой по шкале Цельсия выражается формулой Т = 273,16 + t , где t – температура в градусах Цельсия.
• Чаще пользуются приближенной формулой Т = 273 + t             и             t = Т – 273
• Абсолютная температура не может быть отрицательной.
• Температура газа – мера средней кинетической энергии движения молекул.

В опытах Шарлем была найдена зависимость p от t. Эта же зависимость будет и между р и Т: т.е. между р и Т прямопропорциональная зависимость.

С одной стороны, давление газа прямопропорционально его температуре, с другой стороны, мы уже знаем, что давление газа прямопропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул Е (p = 2/3*E*n ). Значит, Е прямопропорциональна Т.

1. Немецкий ученый Больцман предложил ввести коэффициент пропорциональности (3/2)k в зависимость Е от Т
2. Е = (3/2)kТ
3. Из этой формулы следует, что среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул не зависит от природы газа, а определяется только его температурой.
4. Так как Е = m*v2/2, то m*v2/2 = (3/2)kТ
5. откуда средняя квадратичная скорость молекул газа
6. Постоянная величина k называется постоянная Больцмана.
7. В СИ она имеет значение k = 1,38*10-23 Дж/К
8. Если подставить значение Е в формулу     p = 2/3*E*n   , то получим  p = 2/3*(3/2)kТ* n, сократив, получим p = n* k*Т
9. Давление газа не зависит от его природы, а определяется только концентрацией молекул n и температурой газа Т.
10. Соотношение p = 2/3*E*n устанавливает связь между микроскопическими (значения определяются с помощью расчетов) и макроскопическими (значения можно определить по показаниям приборов) параметрами газа, поэтому его принято называть основным уравнением молекулярно – кинетической теории газов.

Источник: http://infofiz.ru/index.php/fiz/32-estestv/155-lk06est

Температура. Тепловое равновесие. Абсолютная шкала температур. Молекулярная физика — Класс!ная физика

Температура — это просто!

Температура

Температура — это мера средней кинетической энергии молекул. Температура характеризует степень нагретости тел.

Прибор для измерения температуры — термометр.

Принцип действия термометра: При измерении температуры используется зависимость изменения какого-либо макроскопического параметра (объема, давления, электрического сопротивления и т.д.) вещества от температуры. В жидкостных термометрах — это изменение объема жидкости. При контакте двух сред происходит передача энергии от более нагретой среды менее нагретой.

• В процессе измерения температура тела и термометра приходят в состояние теплового равновесия.
• Жидкостные термометры

На практике часто используются жидкостные термометры: ртутные (в диапазоне от -35oС до +750oС) и спиртовые (от -80oС до +70oС). В них используется свойство жидкости изменять свой объем при изменении температуры. Однако, у каждой жидкости существуют свои особенности изменения объема (расширения) при различных температурах.

1. В результате сравнения, например, показаний ртутного и спиртового термометров, точное совпадение будет только лишь в двух точках (при температурах 0oС и 100oС).
2. Газовые термометры

Этих недостатков лишены газовые термометры.

Первый газовый термометр был создан французским физиком Ж. Шарлем.

Преимущества газового термометра: — используется линейная зависимость изменения объема или давления газа от температуры, которая справедлива для всех газов

— точность измерения от 0,003oС до 0,02oС

— интервал температур от -271oС до +1027oС.

Тепловое равновесие

При соприкосновении двух тел различной температуры происходит передача внутренней энергии от более нагретого тела менее нагретому, и температуры обоих тел выравниваются. Наступает состояние теплового равновесия, при котором все макропараметры (объем, давление, температура) обоих тел остаются в дальнейшем неизменными при неизменных внешних условиях.

Тепловым равновесием называется такое состояние, при котором все макроскопические параметры остаются неизменными сколь угодно долго.

Состояние теплового равновесия системы тел характеризуется температурой: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру.

Установлено, что при тепловом равновесии средние кинетические энергии поступательного движения молекул всех газов одинаковы, т.е.

Для разреженных (идеальных) газов величина

и зависит только от температуры, тогда

где k — постоянная Больцмана

Эта зависимость дает возможность ввести новую температурную шкалу абсолютную шкалу температур, не зависящую от вещества, используемого для измерения температуры.

Абсолютная шкала температур

— введена английским физиком У. Кельвином — нет отрицательных температур Единица абсолютной температуры в СИ: [T] = 1K (Кельвин)

Нулевая температура абсолютной шкалы — это абсолютный ноль ( 0К = -273oС ), самая низкая температура в природе. В настоящее время достигнута самая низкая температура — 0,0001К.

По величине 1К равен 1oC.

Связь абсолютной шкалы со шкалой Цельсия

Запомни! В формулах абсолютная температура обозначается буквой «Т», а температура по шкале Цельсия буквой «t».

После введения абсолютной температуры получаем новые выражения для формул:

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул

Давление газа — основное уравнение МКТ

Средняя квадратичная скорость молекул

• И как следствие, закон Авогадро: В равных объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул.
• Заметьте, здесь концентрация молекул также одинакова!

Следующая страница «Идеальный газ. Основное уравнение МКТ» Назад в раздел «10-11 класс»

Молекулярная физика. Термодинамика — Класс!ная физика

Основные положения МКТ. Масса и размер молекул. Количество вещества. — Взаимодействие молекул. Строение твердых тел, жидкостей и газов. — Идеальный газ. Основное уравнение МКТ. — Температура. Тепловое равновесие.

Абсолютная шкала температур. — Уравнение состояния идеального газа. — Изопроцессы. Газовые законы. — Взаимные превращения жидкостей и газов. Влажность воздуха. — Твердые тела. Кристаллические тела. Аморфные тела.

Источник: http://class-fizika.ru/10_26.html

Термодинамическая шкала температур

Термодинами́ческая Температу́рная шкала́ (Кельвина шкала), абсолютная шкала температур, не зависящая от свойств термометрического вещества (начало отсчета — абсолютный нуль температуры).

Построение термодинамической температурной шкалы основано на втором начале термодинамики и, в частности, на независимости кпд Карно цикла от природы рабочего тела.

Единица термодинамической температуры — кельвин (К)

Статистический вес и энтропия.

Энтропия — в естественных науках мера неупорядоченности системы, состоящей из многих элементов. В частности, в статистической физике — мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния.

• ,где — приращение энтропии; — минимальная теплота, подведённая системе; — абсолютная температура процесса.
• Статистический вес в термодинамике и статистической физике — число способов, которыми может быть реализовано данное макроскопическое состояние системы. Статистический вес связан с энтропией S системы соотношением Больцмана ,
• Где k = R/N = 1,38*10-23 Дж/К
• где k — фундаментальная мировая постоянная Больцмана; R = 8,31 Дж/(моль*К) — молярная газовая постоянная;
• N = 6,06*1023 моль-1 — число Авогадро;
• Параметр S — энтропия — служит мерой рассеяния энергии Вселенной, а Р — характеризует любые самопроизвольные изменения, эта величина относится к миру атомов, определяющих скрытый механизм изменения.
• Билет

Р — статистический вес: число способов осуществления данного состояния.

Равновесное состояние. Диаграммы состояний. Уравнение состояния. Уравнение состояния разреженных газов. Идеальный газ. Уравнение состояния не разреженных газов (уравнение Ван-дер-Ваальса)

Равновесное состояние — состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы (температура, давление, объём, энтропия) в условиях изолированности от окружающей среды. В общем, эти величины не являются постоянными, они лишь флуктуируют (колеблются) возле своих средних значений.

Если равновесной системе соответствует несколько состояний, в каждом из которых система может находиться неопределенно долго, то о системе говорят, что она находится в метастабильном равновесии. В состоянии равновесия в системе отсутствуют потоки материи или энергии, неравновесные потенциалы (или движущие силы), изменения количества присутствующих фаз.

Отличают тепловое, механическое, радиационное (лучистое) и химическое равновесия.

1. 1)равновесие достигается в какой-либо части (или частях) относительно большой по размерам системы — локальное равновесие,
2. 2)неполное равновесие достигается вследствие разности скоростей релаксационных процессов, протекающих в системе — частичное равновесие,
3. 3)имеют место как локальное, так и частичное равновесие.
4. В неравновесных системах происходят изменения потоков материи или энергии, или, например, фаз.
5. Диаграммы состояний.

диаграмма равновесия, фазовая диаграмма, графическое изображение равновесных фазовых состояний одно- или многокомпонентных систем при разных значениях параметров, определяющих эти состояния. Диаграммы состояния изображают фазовый состав системы при разных концентрациях компонентов (Х), температурах (Т) и давлении (Р).

Диаграммы являются пространственными. Мерность пространства зависит от числа независимых переменных, функцией которых является фазовый состав. Диаграмма состояния может быть двумерной, трехмерной и многомерной.

Переменные (Р, Т, Х) являются координатами, в которых строится диаграмма. Каждая точка диаграммы состояния (фигуративная точка) указывает на фазовый состав вещества при заданных значениях термодинамических параметров (координат этой точки).

На практике часто применяют проекцию диаграммы состояния на одну из координатных плоскостей, обычно на плоскость Р — Т.

Разреженные газы.

Разреженным в физике называют такое состояние газа, при котором средняя длина свободного пробега молекул превышает линейные размеры сосуда, содержащего газ. Это состояние называют также вакуумом. Поведение разреженных газов отличается целым рядом особенностей.

Поскольку в вакууме молекулы газа пробегают расстояние от одной стенки до другой без столкновений, то не существует давления одной части газа на другую; можно говорить лишь о давлении газа на стенки сосуда.

В разреженных газах не существует внутреннего трения и явления теплопроводности в обычном смысле. Физический вакуум при комнатных температурах реализуется в газах при давлении менее 10-5 мм рт. ст., если газ находится в объеме с линейными размерами порядка метра.

В технике под вакуумом понимают состояние газа при давлении ниже атмосферного. Степень технического вакуума оценивается величиной давления остаточного газа.

• Идеальный газ.
• Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что:
• 1) потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией;
• 2) суммарный объём молекул газа пренебрежимо мал;
• 3) между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги;
• 4) время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.
• В расширенной модели идеального газа частицы, из которого он состоит, имеют форму упругих сфер или эллипсоидов, что позволяет учитывать энергию не только поступательного, но и вращательно-колебательного движения, а также не только центральные, но и нецентральные столкновения частиц.
• Уравнение состояния идеального газа(уравнение Клайперона)
• Уравнение состояния не разреженных газов (уравнение Ван-дер-Ваальса) ,
• Билет.

Механическая форма передачи энергии телу. Работа. Тепловая форма передачи энергии телу. Теплота. Первое начало термодинамики. Равновесно совершемая работа, равновесно подводимая теплота

Источник: https://megaobuchalka.ru/10/16396.html

ПОИСК

    Термодинамическая шкала температур [c.85]

    Второй закон термодинамики сущность термодинамическая шкала температур, аналитическое выражение, [c.23]

    Параметром состояния газа является его абсолютная температура по термодинамической шкале в кельвинах. [c.21]

    Наряду с термодинамической применяется также международная практическая (стоградусная) температурная шкала. Она определяется посредством ряда реперных точек, расположенных в разных областях температуры (тройная точка воды, температуры плавления серебра, золота, нормальные температуры кипения кислорода, воды, серы и др.).

214]

    Покажем, как можно построить термодинамическую шкалу температуры, пользуясь определениями (III, 7) или (III, 7а) и не связывая величины температур с термометром, рабочим веществом которого является идеальный газ. [c.85]

    Полагая эти, равные между собой, интервалы температур равными единице или любому числу градусов, можно создать шкалу температур, не зависящую от природы вещества термометра это—абсолютная термодинамическая шкала температур. [c.86]

    Существенно для данного рассуждения, что температуры в принятой термодинамической шкале всегда положительны. [c.369]

    Десятая генеральная конференция по мерам и весам в 1954 г. определила Термодинамическую температурную шкалу при помощи тройной точки воды в качестве основной реперной точки, присвоив ей температуру 273,16 К (точно).

Таким образом, в настоящее время в Международной системе единиц измерения (СИ) применяется шкала с одной реперной точкой — температурой тройной точки воды, т. е. воды, находящейся в равновесии со льдом под давлением ее собственного пара (в отсутствие воздуха и иных газов).

Второй (нижней) границей температурного интервала, равного 273,16 К, является точка абсолютного нуля температуры. Следовательно, единица термодинамической шкалы (градус Кельвина) равна 1/273,16 части температурного [c.30]

    К — любой элемент, входящий в состав данного вещества К — кельвин (градус температуры международной термодинамической шкалы)  [c.10]

    Эквивалентность рабочих тел и влияние необратимости. Абсолютная термодинамическая шкала температур [c.98]

    ПОПРАВКИ ГАЗОВЫХ ТЕРМОМЕТРОВ НА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКУЮ ШКАЛУ [c.57]

    В градусах термодинамической шкалы температура равна  [c.5]

    Эту температурную шкалу выбирают так, чтобы она совпала с идеальной газовой или термодинамической шкалой. [c.31]

    Термодинамическую шкалу температур в различных руководствах вводят разными путями, в том числе упрощенными. Здесь целесообразно дать строгий термодинамический вывод этого понятия, ориентируясь на метод Энрико Ферми. [c.98]

    На основании этих соображений В. Томсоном и была предложена в 1848 г. абсолютная термодинамическая шкала температур. Все термодинамические законы при использовании термодинамической шкалы принимают простую форму. [c.102]

    Равенство ( .27) доказывает, что отношение теплот Q2 Q равно отношению температур Тг/Ту при выражении с помощью шкалы газового термометра. Однако согласно уравнению ( .

25) это же отношение равно отношению температур источников при выражении их с помощью абсолютной термодинамической шкалы.

Из этого следует, что отношение двух температур по шкале газового термометра равно отношению двух температур абсолютной термодинамической шкалы, т. е. эти две температурные шкалы про- [c.102]

    Отсюда следует, что 01 = АО- , Q и А можно измерить экспериментально. Далее, выбрав две фиксированные температуры (точки плавления льда при нормальном давлении и кипения воды), между которыми проводится цикл Карно, и приняв, что Д0=1ОО, получим абсолютную термодинамическую шкалу, которая совпадает со шкалой идеального газа. [c.61]

    Независимость к.п.д. машины Карно от природы рабочего тела позволила ввести универсальную шкалу температур, свободную от индивидуальных особенностей (физических свойств) термометрического вещества и от произвольности метода измерения температуры. Эта шкала была предложена в 1852 г. Томсоном (Кельвином) и названа абсолютной термодинамической шкалой. [c.81]

    Приведенная в табл. 8.1 термодинамическая шкала кислотности применима только к положениям равновесия. Различия между термодинамической и кинетической кислотностью см. в разд. 5.5. [c.351]

    Ввиду универсальности этой функции величину Т называют абсолютной термодинамической температурой и измеряют ее по термодинамической шкале (по шкале Кельвина). [c.23]

    В настоящем пособии авторы пользовались термодинамической шкалой. [c.166]

    Единицей температуры является кельвин (К), измеряемый по термодинамической температурной шкале. В 1954 г.

X Генеральная конференция установила термодинамическую шкалу с одной реперной точкой — тройной точкой воды, температура которой принята 273,16 К (точно), что соответствует 0,01°С, так как в шкале Цельсия отсчет ведется от точки таяния льда.

Поэтому соотношение между температурами по шкале Цельсия и абсолютной термодинамической температурной шкалой следующее Т К=/°С + 273,15 К. [c.52]

    В качестве основной температурной шкалы применяется термодинамическая шкала с одной экспериментальной реперной точкой — тройной точкой воды, для которой принято числовое значение 273,16° К (точно). При этом допускается выражение температуры как в градусах Кельвина (Г, °К), так и в градусах [c.25]

Действительно, если рассмотреть тепловую мап1ину, работающую по циклу Карно при постоянной температуре теплоприемника (0г), но при разных температурах нагревателя (0 ), то полученную от нагревателя теплоту можно рассматривать как термометрическое свойство.

Из второго закона следует, что коэффициент полезного действия должен быть функцией температур нагревателя и теплоприемника т)=/(01,02). Для создания температурной шкалы надо выбрать вид этой [c.60]

    Второй закон определяет одновременно S и термодинамическую шкалу температур  [c.205]

    Рец[рнием десятой генеральной конференции по мерам и весам (1954 г.

) и согласно ГОСТ 8550—57, международная термодинамическая шкала определяется при помощи тройной точки воды ( 90) в качестве основной реперной точки, причем ей приписывается гемпература 273,16° К.

Это значит, что величина градуса этой шкалы равна 1/273,16 интервала между абсолютным нулем и температурой тройной точки. Температура по термодинамической шкале при отсчете [c.214]

    Экспериментальные трудности температурных измерений по термодинамической шкале привели к принятию практической шкалы, называемой в настоящее время международЕюй практической температурной шкалой. В этой шкале температура обозначается символом t н выражается в градусах стоградусной шкалы (°С). [c.53]

    Температура Т, t) характеризует степень нагретости системы, среднюю кинетическую энергию частиц вещества, измеряется в К, °С.

Системой единиц СИ допускается применение двух температурных шкгил термодинамической шкалы Кельвина и стоградусной шкалы Цельсия.

    В таблице приведены тепловые единицы измерения рекомендованной ГОСТом 8559 57 системы МКС °К(МКС °С), отвечаюшие ана.логичным единицам системы СИ.

В систему включена дополнительная основная единица измерения — градус абсолютной термодинамической шкалы (градус стоградусной термодинамической шкалы).

Для ее установления используется второе начало термодинамики, (количество теплоты, переданное телом холодильнику, зависит только от абсолютных температур тела и холодильника). [c.578]

    В термодинамической шкале 273,16 °К соответствуют тройной точке воды (273.15 °К= 0 С). Международная практическая темпера-турная шкала (МПТШ)—-ГОСТ 8550 —61. [c.6]

Источник: https://www.chem21.info/info/366035/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Термодинамическая шкала температур определяется уравнением ( IV, 2), РїРѕ которому отношение любых РґРІСѓС… температур равно отношению значений теплоты, полученной Рё отданной тепловой машиной, обратимо действующей между этими температурами. Выбор функции РІ ( 7, Р“2) ( IV, 1) произволен. Можно было Р±С‹ выбрать РІ качестве таковой РЅРµ Рў, Р° Рў-1 или ет или РґСЂСѓРіСѓСЋ функцию абсолютной температуры.  [1]

Термодинамическая шкала температур совпадает СЃ абсолютной шкалой температур, определяемой РїРѕ термометру СЃ идеальным газом.  [2]

Термодинамическая шкала температур совпадает СЃРѕ шкалой газового термометра, заполненного идеальным газом.  [3]

Термодинамическая шкала температур применяется в научных исследованиях при установлении связи между температурой и другими физическими величинами.

В обиходе, в технической и даже в лабораторной практике пользуются стоградусной шкалой, называемой шкалой Цельсия.

Для температурных интервалов, измеренных РІ градусах Цельсия или Кельвинах, РІ комбинированных наименованиях производных единиц применяются обозначения РЎ Рё Рљ.  [5]

Термодинамическая шкала температур основана РЅР° втором законе термодинамики Рё РЅРµ зависит РѕС‚ свойств термометрического вещества.  [6]

Термодинамическая шкала температур применяется в научных исследованиях при установлении связи между температурой и другими физическими величинами.

В обиходе, в технической и даже в лабораторной практике пользуются стоградусной шкалой, называемой шкалой Цельсия.

Для температурных интервалов, измеренных РІ градусах Цельсия или Кельвинах, РІ комбинированных наименованиях производных единиц применяются обозначения РЎ Рё Рљ.  [7]

Эта единица принимается РІ качестве РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ Рё определяется следующим образом: кельвин — единица температуры, равная 1 / 273 16 части термодинамической температуры тройной точки РІРѕРґС‹.  [8]

Термодинамическая шкала температур основана РЅР° втором законе термодинамики Рё РЅРµ зависит РѕС‚ свойств термометрического вещества.  [9]

Термодинамическая шкала температур может быть установлена путем экспериментальных измерений величин, входящих в выражение для второго закона термодинамики.

Р’ настоящее время газовый термометр, наполненный веществом, РїРѕ возможности близким Рє идеальному газу, считается основным РїСЂРёР±РѕСЂРѕРј для установления термодинамической шкалы РІРѕ всем температурном интервале, РіРґРµ этот термометр может быть использован. Применяются газовые термометры постоянного давления Рё постоянного объема, однако последние получили большее распространение, особенно РїСЂРё измерениях очень высоких Рё очень РЅРёР·РєРёС… температур.  [10]

Термодинамическая шкала температур воспроизводится РїРѕ показаниям газовых термометров постоянного давления или постоянного объема.  [11]

Термодинамическую шкалу температур в различных руководствах вводят разными путями, в том числе упрощенными.

Здесь целесообразно дать строгий термодинамический вывод этого понятия, ориентируясь на метод Энрико Ферми.

 [12]

Единица термодинамической шкалы температур РЅРѕСЃРёС‚ название кельвин ( Рљ) Рё является РѕРґРЅРѕР№ РёР· основных единиц РЎР�. Кельвин совпадает СЃ градусом Цельсия.  [14]

Задача построения термодинамической шкалы температур решена. Действительно, величины, определяющие 7 Рё Рў2, РјРѕРіСѓС‚ быть найдены СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј, РЅРµ требующим измерения температуры.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id605151p1.html

Развитие Международной температурной шкалы

Шкала МТШ-90 является наиболее близкой на настоящий момент возможной аппроксимацией термодинамической температурной шкалы. Близость аппроксимации в основном определяется точностью измерения термодинамических температур реперных точек – фазовых переходов чистых веществ.

Если в период утверждения первых шкал наиболее точные эксперименты в диапазоне средних температур проводились с помощью газовых термометров, то в настоящее время получила развитие акустическая термометрия, абсолютная радиационная термометрия, шумовая термометрия и другие методы.

Консультативный комитет по термометрии (ККТ) проводит постоянную работу по обобщению существующей практики реализации термодинамической и практической шкалы и анализирует возможность и необходимость дальнейшей переработки положения об МТШ. В 2002 г.

в Чикаго в рамках международной конференции «Temperature, Its Measurement and Control in Science and Indusry» был проведен специальный семинар “Towards the ITS-XX” (К новой шкале МТШ-ХХ). Буквы ХХ означают возможную дату принятия шкалы.

В последнее десятилетие основными направлениями, в которых ведутся научные исследования и дискуссии по совершенствованию МТШ являются следующие: — развитие термодинамических методов определения температур реперных точек (акустическая термометрия, шумовая термометрия, абсолютные радиометрические измерения) — расширение набора реперных точек в высокотемпературной области за счет введения в шкалу точек фазовых переходов эвтектических сплавов металл-углерод. Потребность в реперных точках в области температур выше 1300 °С ощущалась долгое время. В 1999 г. в журнале Метрология была опубликована работа японских ученых о возможности применения в качестве реперных точек эвтектик Ni-C, Pd-C, Pt-C, Ru-C. (Yamada Y., Sakate H., Sakuma F., Ono A., “Radiometric observation of melting and freezing plateaus for a series of metal-carbon eutectic points in the range 1330 °C to 1950 °C”, Metrologia, 1999, 36, pp.207-209). В работе был сделано предложение продолжить исследование эвтектик, как возможных реперных точек температурной шкалы. Были выделены следующие точки, представляющие интерес для радиометрии и термометрии, и по двойным фазовым диаграммам были примерно оценены их температуры: NiС: 1326.5 °C, PdС: 1504 °C, PtС: 1705 °C, RuС: 1940 °C, FeС: 1153 °C, CoC: 1320 °C, RhC: 1694 °C, Ir: 2296 °C, ReC: 2505 °C, OsC: 2732 °C.

С тех пор исследования эвтектических сплавов металл-углерод были подхвачены учеными других метрологических институтов.

В 2005 г учитывая большой потенциал использования высокотемпературных эвтектик для развития шкалы, Консультативный комитет по термометрии разработал специальный международный план исследований,  ставящий целью значительно повысить точность измерения температуры выше точки затвердевания серебра. Документ ККТ (WG5) (англ.яз)

Основные направления проводимых в настоящее время исследований следующие: — установить минимальные требования к чистоте материалов и определить надежных поставщиков материалов; — исследовать процесс создания ячеек реперных точек, которые могут гарантировать воспроизводимость температуры на уровне ±500 мК и выработать рекомендации по технологии создания ячеек; — провести исследования долговременной стабильности реперных точек; — выработать технические рекомендации по повышению надежности ячеек; — выработать технические рекомендации к конструкции печей; — количественно определить влияние печи на излучательную способность системы печь-полость ячейки; — построить бюджет неопределенности для температур реперных точек, включающий влияние термометров, печи, ячейки; — провести двухступенчатые международные сличения выбранного набора реперных эвтектических точек, первая ступень должна включать исследование текущих проблем радиометрии и возможности их решения, вторая ступень – присвоение точкам значений термодинамических температур. Параллельно с практическими задачами ККТ обращает внимание на необходимость глубокого изучения природы процессов, в частности: — необходимо обосновать с физической точки зрения, почему точка плавления является предпочтительной точкой; — понять природу влияния примесей на свойства эвтектики и их вклад в неопределенность температуры; — понять роль структуры эвтектики в процессе реализации реперных температур. Значения температур реперных точек металл-углерод должны определяться с помощью надежных абсолютных радиометрических методов на основании обобщения результатов международных сличений.

Разработка руководства по практической реализации единицы температуры “Mise en pratique for the definition of the kelvin” (MePK)

Согласно новой концепции МТШ-90 не должна являться единственным способом измерения и выражения температуры. Наряду с существующими практическими шкалами МТШ-90 и ПНТШ-2000 (Предварительная низкотемепературная шкала) в практику измерений должна войти термодинамическая шкала.

Для того, чтобы создать законодательную платформу для этого подхода было решено разработать документ по практической реализации единицы температуры, называемый “Mise en pratique for the definition of the kelvin” (MePK). Это должен быть более широкий и всесторонний документ, чем известная “Supplementary Information on ITS-90”.

Это фактически целый свод документов, который должен включать тексты существующих практических шкал, технические приложения о реализации шкал МТШ-90 и ПНТШ-2000, описания первичных термометров и термодинамических методов измерения температуры, оценки отклонения термодинамической шкалы от практических T-T90 и T-T2000 с их неопределенностями. Первый вариант MePK был одобрен ККТ в апреле 2006 г. Он состоял из вводной части, включающей определение кельвина и на данном этапе трех основных составных частей Section 1. Text of the ITS-90 (Текст МТШ-90) Section 2. Technical Annex for the ITS-90 (Техническое приложение к МТШ-90) Section 3. Text of the PLTS-2000 (Текст ПНТШ-2000)

(Данные документы доступны на странице Официальный текст и дополнительная информация

ККТ создал целевую группу для работы над MePK, включающую представителей из всех рабочих групп ККТ. Отчет этой группы был представлен в 2008 г. на заседании ККТ (скачать отчет) . В отчете сделан акцент на то, что замена МТШ-90 на новую шкалу не является в настоящий момент необходимой срочной мерой, т.

к. МТШ-90 пока хорошо выполняет свою функцию. Переход на новую шкалу может быть сопряжен с экономическими и технологическими проблемами для промышленности. Он должен быть полностью обоснован. Альтернативным вариантом является совершенствование MePK и введение в практику термодинамических методов измерения температуры.

В 2011 г. документ MePK был переработан. В MePK была добавлена еще одна часть, где дается оценка расхождения между термодинамическими и практическими температурами. Section 4. Estimates of the differences T-T90. Таким образом, появилась возможность конвертировать точные термодинамические измерения в практическую температуру по МТШ-90.

Способствовать развитию термодинамических методов должен переход на новое определение кельвина, основанное на фиксировании постоянной Больцмана и введенное в мае 2019 г. См. раздел ЕДИНИЦА ТЕМПЕРАТУРЫ – КЕЛЬВИН

Источник: http://temperatures.ru/pages/razvitie_mejdunarodnoi_temperaturnoi_shkaly