Температура в термодинамике

1. История измерения температурных показателей
2. Температура как интенсивное свойство
3. Основы строения термодинамической температурной шкалы

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.

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.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

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.

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.

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.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

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.

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.