Тепловое движение. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии частиц. Абсолютный нуль. Температура и ее измерение

Макроскопические параметры относятся к газу в целом – объем, давление, масса всего газа. Макроскопические параметры можно измерить с помощью приборов.

Микроскопические параметры – относятся к отдельным молекулам- масса одной молекулы, средняя скорость, средняя кинетическая энергия движения молекул, размер молекулы

Основное уравнение МКТ для идеального газа устанавливает связь макроскопического параметра – давления – с микроскопическими параметрами газа - средняя кинетическая энергия и концентрация молекул.

Для того, чтобы узнать среднее значение кинетической энергии молекул или их концентрацию в отдельности, нужны измерения еще какой-то физической величины, связанной со средней кинетической энергией молекул. Такой величиной является температура.

Температура является мерой средней кинетической энергии движения молекул вещества.

Понятие температуры водится для состояния теплового равновесия.

Тепловое равновесие – это такое состояние, при котором все макроскопические параметры остаются неизменными.

Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия.

Температура характеризует состояние теплового равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру.

Для измерения температуры можно воспользоваться изменением любой макроскопической величины: объема, давления, электрического сопротивления и т.д.

Абсолютная температурная шкала

Более удобно измерять температуру в градусах. Абсолютная шкала называется также шкалой Кельвина.

Температура, измеренная по шкале Кельвина, связана с температурой идеальной газовой шкалы соотношением

Коэффициент пропорциональности называется постоянной Больцмана.

Из определения величины следует, что

Следовательно, температура, определяемая этой формулой, не может быть отрицательной. Наименьшим возможным значением температуры является 0, если давление или объем равны нулю.

Предельную температуру, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объеме или объем идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении, называют абсолютным нулем температуры.

Нулевая температура по шкале Кельвина соответствует абсолютному нулю, а каждая единица температуры по этой шкале равна градусу по шкале Цельсия.

Единица температуры по шкале Кельвина (один Кельвин, К) равна одному градусу Цельсия:

1 К = 1 0С

Значения температуры, измеренные по шкалам Кельвина и Цельсия, связаны соотношением

TK=tC+273

Поскольку N/V= n (концентрация молекул), получаем

Из уравнения

получаем

Среднее значение квадрата скорости молекул

Поиск по сайту: