Температура в термодинамике 📙 - Физика
Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Учебные материалы
для студентов и школьников

Температура в термодинамике

  1. История измерения температурных показателей
  2. Температура как интенсивное свойство
  3. Основы строения термодинамической температурной шкалы
Определение 1
Термодинамическая температура является особенной функцией состояния термодинамической структуры, которая характеризует ориентир произвольного теплового обмена меж материальными объектами.

Термодинамика является теорией тепловых явлений, в которой не берется в учет молекулярное построение объектов. Ключевые понятия термодинамики:

  • Макроскопическая система – это система, которая состоит из большого количества частиц.
  • Замкнутая система – это система, которая изолирована от всех наружных влияний.
  • Равновесное состояние – это состояние макроскопической структуры, при котором показатели, характеризующие ее состояние, остаются постоянными во всех областях структуры.
  • Процессом в термодинамике именуется изменение состояния объекта во временном промежутке.

Термодинамические температурные показатели в физике постоянно выражаются литерой «T». Измерения производятся в кельвинах (обозначение K). Отсчет производиться только по абсолютной термодинамической сетке под наименованием шкала Кельвина. Абсолютная температура в термодинамике считается ключевой шкалой в физических формулах, а также в формулах термодинамики.

Молекулярно-кинетическая гипотеза напрямую осуществляет соединение абсолютных температурных показателей с усредненным коэффициентом кинетической энергией прямолинейного перемещения молекул идеального газообразного вещества в условиях стабильного баланса.

История измерения температурных показателей

Измерение температурных показателей в термодинамике преодолело вполне длительный и тяжелый путь в собственном формировании. Поскольку температурные показатели нет возможности измерять напрямую, то для ее измерений исследователи использовали характеристики термометрических веществ, которые зависят от коэффициента температуры. На данном основании в результате были разработаны шкалы температур, которые получили наименование эмпирических. В то же время, измеренная, благодаря им, температура именуется эмпирической.

Замечание 1
Существенными отрицательными качествами эмпирических шкал является присутствие несоответствия и нестабильности значений температурных показателей для разных термометрических объектов: как меж маркерными материальными точками, так и за их пределами.

Данное явление согласовано с недостатком в природе универсального вещества, которое способно сберегать собственные свойства в пределах возможных температурных показателей. В 1848 году Томсон (лорд Кельвин) сделал предложение избрать градус шкалы температур так, чтоб ее границах эффективность идеального теплового механизма была однообразной.

banner

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

это быстро и бесплатно

Далее, в 1854 году Томсон сделал предложение применить обратную функцию Карно для создания термодинамической шкалы, которая не будет зависеть от характеристик термометрических объектов. Но, фактическое исполнение данного замысла не осуществилось.

В начале XIX столетия в поисках «идеального» устройства для измерения температурных показателей вновь произошел возврат к замыслу идеального газового термометра, который основан на уравнении состояния идеального газа, закона Шарля и Гей-Люссака. Газовый термометр на протяжении продолжительного срока был уникальным методом выражения и воспроизводства абсолютной температурных показателей. Новейшие ориентиры в создании абсолютной шкалы температур базируются на применении формул Стефана – Больцмана в неконтактной термометрии и уравнения Гарри (Харри) Найквиста – в контактной термометрии.

Температура как интенсивное свойство

Для определения температурных показателей, как интенсивное свойство каждой структуры, требуется заполнить емкость холодной водой ведрами. Сумма количества холодной воды в ведрах приравнивается объему емкости. Но от количества холодной воды в емкости, теплую воду нет возможности получить. Данное соображение не является смешным и наивным, ведь опыт не очевиден сам собой. Это один из важных законов природы, к которому все адаптировались.

Определение 1
Физика является величайшим торжество разума человека, однако она фактически постоянно прогрессировала по причине изучения возникающих упрощений.

К примеру, из некоторого количества небольших палок можно практически моментально сложить одну длинную палку, когда произвести соединения их встык меж собой. Объем и длинна являются ключевыми системными параметрами. Однако, сейчас предпочтительно дополнить их площадью и весом, выступающих в роли примеров экстенсивных характеристик. Данные показатели со временем слаживаются, и базируясь на основании закона суммирования, также основывается и способ их последующего измерения.

Замечание 2
Определение экстенсивной величины является сопоставлением ее с однородной касательно системы величиной.

Измерение температурных показателей осуществлять так же, как производятся измерения площади либо веса, не допускается: температурные величины никогда не суммируются. Единица температурных показателей, которой возможно моментально произвести измерения любой температурной шкалы, просто невозможна. Температура является ярчайшим примером интенсивных свойств системы, по данной причине к температуре закон суммирования непригоден.

К примеру, при разделении металлического прута на две части, температурные показатели каждой части будет неизменной, в то же время длина, соответствующим образом, поменяется.

Напрямую установление определенного цифрового соотношения меж разными температурными показателями нет смысла и невозможно. По данной причине, задача исследователей произвести измерения температуры без применения методик, приходных для экстенсивных величин выявилась неосуществимой.

Основы строения термодинамической температурной шкалы

Шкалу температурных показателей в термодинамике возможно выстроить принципиально на основе гипотезы Карно, предлагающей:

  • Самостоятельность параметров полезного действия теплового идеального двигателя от природы материального объекта.
  • Независимость от конструкции двигателя.
  • Связанность температурных показателей холодильной и нагревательной установки.

Рисунок 1. Абсолютная температура в термодинамике.

Данное соответствие можно применить для создания абсолютных термодинамических температурных показателей. Осуществляя изометрическое явление цикла Карно при температурном показателе тройной точки воды, коэффициент объема перемещающихся веществ поменяется. Определенная данным образом шкала именуется в науке термодинамической шкалой Кельвина. Надо признать, что точность и надежность осуществления измерения числа тепла довольно невысокая, и это не предоставляет возможности осуществлять указанные выше методики практически.

Абсолютную шкалу температур возможно представить в роли определенного термометрического компонента идеального газа. Если произвести измерения давления данного вещества, которое близко по характеристикам к идеальному, находящегося в герметичной емкости постоянного объема, то данным методом исследователи устанавливают температурную шкалу, именуемую идеально-газовой. Достоинством данной шкалы является то, что давление идеального газа меняется линейно к температурным показателям.

banner

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

это быстро и бесплатно

В разных научных трудах по термодинамике доводятся основания того, что осуществление измерений по идеально-газовой температурной шкале в полной мере соответствует термодинамической температурой. Но меж данными сетками шкал присутствуют принципиальные различия с качественной точки зрения.

Замечание 3
Исключительно термодинамическая шкала считается абсолютно независимой и самостоятельной от характеристик термометрического объекта.

Четкое отображение термодинамической шкалы постоянно связано с существенными затруднениями. По данной причине, требуется четко осуществлять измерения количества получаемой тепла в изотермических явлениях теплового двигателя. Последующее получение термодинамической температурной сетки в пределах от 10 до 1337 K доступно благодаря газовому термометру.

При больших температурных показателях появляется диффузия реального газа в стенках емкости, а при температурных показателях в несколько тысяч градусов компоненты осуществляют распад на атомы. Для осуществления измерения температур за границами способностей газовых термометров в силу входят специализированные методики измерения.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

1 000 +
Новых заказов каждый день
computer

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

guarantees

Безопасная сделка

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

guarantees_shield

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы

Отзывы студентов о нашей работе
728 293 оценки star star star star star
среднее 4.9 из 5
Школа
Очень приятно работать с этим человеком! За столь сверх маленький срок,(сутки) информацию...
star star star star star
РАНХиГС
Автор выполнила работу досрочно, все моменты были учтены, сделала работу даже так, как мне...
star star star star star
Алтайский государственный аграрный университет
Курсовая работа оценена на отлично! Преподаватель прокомментировала" Работа профессиональн...
star star star star star
Вы студент и хотите заказать работу, прямо сейчас без наценки и посредников?
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Всё сдал!», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно