Физический смысл термодинамической температуры
Умножим числитель и знаменатель выражения (6.10) на 2. В итоге получим:
, (6.11)
где <E> – средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа. Уравнение (6.11), точно так же, как уравнение Менделеева – Клапейрона (6.4), описывает давление газа на стенки сосуда. Приравнивая правые части уравнений (6.4) и (6.11), находим, что
, или . (6.12)
Из выражения (6.2) получаем, что абсолютная температура является мерой средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Вот почему термодинамическая температура может принимать только положительные значения! Соответственно, температуру следовало бы измерять в джоулях. Но исторически сложилось так, что температура вошла в физику раньше энергии, и ее измеряют в градусах. Из уравнения (6.2) следует, что постоянная Больцмана – это размерный коэффициент, переводящий градусы в джоули.
Отметим, что энергия поступательного движения молекул зависит только от температуры и не зависит от массы молекулы. Выражение (6.12) позволяет оценить величину скорости теплового движения молекул. Из выражения (6.12) получаем, что
.
Подставим в эту формулу массу молекулы воды т = 3·10 –26 (кг) и температуру 373 (К) [11]:
(м /с).
Типичные значения скорости теплового движения молекул – 102…103 (м /с).
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | Поиск по сайту:
|