Teplota absolútnej nuly – bod zastavenia pohybu molekúl

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-12 12:18

Pojem „teplota“sa objavil v čase, keď si fyzici mysleli, že teplé telesá pozostávajú z väčšieho množstva špecifickej látky – kalorickej – ako tie isté telesá, ale studené. A teplota bola interpretovaná ako hodnota zodpovedajúca množstvu kalórií v tele. Odvtedy sa teplota akéhokoľvek tela meria v stupňoch. Ale v skutočnosti je to miera kinetickej energie pohybujúcich sa molekúl a na základe toho by sa mala merať v jouloch v súlade so systémom jednotiek C.

Pojem „teplota absolútnej nuly“pochádza z druhého zákona termodynamiky. Proces prenosu tepla zo studeného telesa na horúce je podľa nej nemožný. Tento pojem zaviedol anglický fyzik W. Thomson. Za úspechy vo fyzike mu anglická kráľovná udelila šľachtický titul „Lord“a titul „barón Kelvin“. V roku 1848 W. Thomson (Kelvin) navrhol použiť teplotnú stupnicu, v ktorej ako východiskový bod bral absolútnu nulovú teplotu zodpovedajúcu extrémnemu chladu a ako cenu divízie vzal stupne Celzia. Jednotkou Kelvina je 1/27316 teploty trojného bodu vody (asi 0 stupňov C), t.j. teplota, pri ktorej okamžite čistá vodaDodáva sa v troch formách: ľad, tekutá voda a para. Teplota absolútnej nuly je najnižšia možná nízka teplota, pri ktorej sa pohyb molekúl zastaví a z látky už nie je možné extrahovať tepelnú energiu. Odvtedy je po ňom pomenovaná stupnica absolútnej teploty.

Teplota sa meria na rôznych mierkach

Najbežnejšie používaná teplotná stupnica sa nazýva Celziova stupnica. Je postavená na dvoch bodoch: na teplote fázového prechodu vody z kvapaliny na paru a vody na ľad. A. Celsius v roku 1742 navrhol rozdeliť vzdialenosť medzi referenčnými bodmi na 100 intervalov a považovať bod varu vody za nulový, pričom bod mrazu je 100 stupňov. Ale Švéd K. Linné navrhol urobiť opak. Odvtedy voda zamŕza pri nula stupňoch A. Celzia. Hoci by mala vrieť presne v stupňoch Celzia. Absolútna nula v stupňoch Celzia je mínus 273,16 stupňov Celzia.

Existuje niekoľko ďalších teplotných stupníc: Fahrenheit, Réaumur, Rankine, Newton, Roemer. Majú rôzne referenčné body a intervaly mierky. Napríklad Reaumurova stupnica je tiež postavená na benchmarkoch varu a mrazenia vody, no má 80 dielikov. Stupnica Fahrenheita, ktorá sa objavila v roku 1724, sa v každodennom živote používa iba v niektorých krajinách sveta vrátane USA; referenčné body: jedným je teplota zmesi vodného ľadu – čpavku a druhým je teplota ľudského tela. Stupnica je rozdelená na sto divízií. Nula Celzia zodpovedá 32 stupňom Fahrenheita. Prevod stupňov na Fahrenheita je možné vykonať pomocou vzorca: F \u003d 1,8 C + 32. Spätný preklad: C \u003d (F -32)/1, 8, kde: F - stupne Fahrenheita, C - stupne Celzia. Ak ste príliš leniví počítať, prejdite na online službu prepočtu stupňov Celzia na Fahrenheita. Do poľa zadajte počet stupňov Celzia, kliknite na „Vypočítať“, vyberte „Fahrenheit“a kliknite na „Štart“. Výsledok sa zobrazí okamžite.

Rankinova stupnica je pomenovaná po anglickom (presnejšie škótskom) fyzikovi Williamovi J. Rankinovi, bývalom Kelvinovom súčasníkovi a jednom z tvorcov technickej termodynamiky. V jeho stupnici sú tri dôležité body: začiatok je absolútna nula, bod tuhnutia vody je 491,67 stupňov Rankina a bod varu vody je 671,67 stupňov. Počet delení medzi zamrznutím vody a jej varom v Rankine aj Fahrenheite je 180.

Väčšinu týchto mierok používajú výlučne fyzici. A 40 % opýtaných amerických stredoškolákov v týchto dňoch uviedlo, že nevedia, čo je teplota absolútnej nuly.