Оглавление:
Абсолютная термодинамическая температурная шкала
- Как мы уже видели, 2-й закон термодинамики дает возможность ввести температурную шкалу, называемую абсолютной термодинамической температурной шкалой или шкалой Кельвина. Название «Абсолют» оправдано тем, что эта шкала, как правило, не имеет абсолютно никакого отношения к выбранному термометрическому телу.
Давайте проанализируем характеристики этой температурной шкалы. Абсолютная температура(это означает всегда температуру шкалы Кельвина) не может изменить знак и всегда может считаться положительной. Это сразу видно из Формулы (2.52), в которую вводится абсолютная температура. Действительно, выражение Y является、 (2-74） Поскольку правая часть этого выражения является экспоненциальной функцией, она всегда positive. So, Т и Т имеют один и тот же знак.
Статистическая физика позволяет выяснить также и границы применимости термодинамики. Людмила Фирмаль
Любая константа (которая всегда возможна и не может повлиять на физический результат) G. предположим, что Γ положительна, Γ всегда положительна. Кроме того, чтобы предположить, что температурная шкала является»правильной шкалой», необходимо убедиться, что»теплый» объект соответствует более высокой температуре. Мы приписываем это (еще менее значимое) утверждение (§ 7), означающее, что энергия системы увеличивается с повышением температуры.
Такое утверждение эквивалентно утверждению, что удельная теплоемкость, измеренная на рассматриваемой шкале температур, является положительной величиной, согласно обсуждению§ 7.Таким образом, теплоемкость, измеренная по абсолютной шкале Кельвина, положительна, т. е. (2.75） (В будущем, мы всегда будем Средняя теплоемкость по шкале Кельвина. Заметим, что в рамках статистической термодинамики это требование вытекает из общих принципов).
Установите связь между шкалой абсолютной температуры и другими шкалами температуры, в первую очередь шкалой температуры идеального газа. Используйте идеальный газ в качестве тела измерения температуры, сначала по закону Бойля, затем по закону Джоуля law. To установить. Тело нашего выбора подчиняется этим законам, поэтому, по-видимому, необходимо суметь убедиться в равенстве temperatures. It не стоит готовить шкалу для этого.
- Таким образом, Вы можете использовать Boyle-Marriott law. It состоит в том, что при постоянной температуре продукт. PV постоянен для определенной массы продукта, а идеальный газ накипи m» Р = Ять». (2.76） (Очевидно, что пропорциональное отношение pV к температуре газа — это не новый физический закон, а определение этой шкалы. Смысл эксперимента гайлсака, определяющего коэффициент температуры для расширения газов, заключается в сравнении шкалы газового и ртутного термометров.）
Чтобы установить связь между этой температурой Ideal идеального газа и абсолютной температурой Scale винной шкалы, используйте уравнение Мики. Абсолютная температура Т вытекает из второго закона термодинамики + Р = Закон Жюля 0. (2.77） (2.78） потому что (dE / dV) T =(dE / dV)、 = 0. (2.79） Из закона Бойля Мариота Замена (2.80), (2.79） (2.77), получить (2.80） (2.81） Оттуда интегрируют, т.- (2.82)） Таким образом, абсолютная температура Кельвина совпадает с температурой газа, вплоть до определенного коэффициента.
Однако связь этих постулатов со свойствами и законами взаимодействия частиц, из которых построены термодинамические системы, даётся статистической физикой. Людмила Фирмаль
Если взять одну и ту же шкалу на обеих шкалах, то градусы Цельсия (то есть предположим, что температура замерзания и кипения воды при нормальном давлении составляет 100°с) [8J. Именно поэтому газовый термометр может быть использован для реализации термометра, который дает показания по абсолютной шкале Кельвина. Однако для этого можно в принципе использовать любое тело. Это формула (2.77), dr dr dt \ Который (с учетом того, что ГФ Следующая форма： ДТ ду / ду + П Д в Т ДП / ДТ ’ 2.83.
Все величины, входящие в правую часть этой формулы, как правило, могут быть измерены экспериментально. Абсолютной температурной шкалы нет required. In дело в том, что для измерения dEldV, вам нужно только проверить постоянство температуры, количество d! dm измеряется с использованием любой температурной шкалы m, которую вы хотите откалибровать в соответствии с Кельвином. Из измерения этих величин, согласно (2.83), берется величина<(m / n1n7, последняя формула интегрируется, и получается соотношение между m и T.
Для того чтобы установить абсолютную температурную шкалу на практике, сначала необходимо определить абсолютную температуру нескольких важных точек (Точка кипения, точка плавления известных веществ и др.).Используя эти точки, термометр калибруется по абсолютной шкале. В диапазоне 4-1500 К для этого используется газовый термометр(в высокотемпературном диапазоне используются водород и азот, а в низкотемпературном-гелий). в указанном диапазоне температур используются: а)оптический метод (высокотемпературная область), основанный на законах излучения от тела; б) температурная зависимость магнитных свойств тела(в области T <4 к).
Смотрите также:
