5 Термодинамическая шкала температур. Абсолютный нуль.

Величины, характеризующие состояние макроскопических тел без учета молекулярного строения тел называются макроскопическими параметрами (V, р, t).

Температура характеризует степень нагретости тел. Измеряется термометром. Температура характеризует внутреннее состояние тела.

Тепловым равновесием называют такое состояние, при котором все макроскопические параметры сколь угодно долго остаются неизменными, т.е. в системе не изменяются ни объем, ни давление, ни температура.

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

Школа Цельсия: 0 ⁰С – температура таяния льда.

100 ⁰С – температура кипения воды.

В международной системе единиц принята термодинамическая шкала температур.

За нулевую температуру на этой шкале принята температура, при которой прекращается поступательное (тепловое) движение молекул. Эту температуру называют абсолютным нулем. Абсолютный нуль не достижим, т.к. материя не существует без движения.

За вторую опорную точку на термодинамической шкале принята температура, при которой вода находится одновременно в трех состояниях. Температура «тройной» точки по шкале Цельсия 0,01 ⁰С, по термодинамической шкале приняли равной 276,16 К (Кельвин).

Температуру, отчитываемую по термодинамической шкале называют термодинамической температурой или абсолютной.

1⁰С=1⁰К Т=(t+273,15) К, t=(Т-273)⁰С; Т=(t+273) К

Пример:

t=20⁰С, Т=(20+273) К=293 К.

Вопросы для самопроверки:

1. Какое уравнение называют уравнением состояния газа?

2. Сформулируйте уравнение Клапейрона – Менделеева

3. Сформулируйте уравнение состояния газа с переменными параметрами.

4. Что называется термодинамическим процессом?

5. Как называют процессы, при которых один из параметров остается постоянным, а два других изменяются?

6. Какими тремя макроскопическими параметрами характеризуется состояние данной массы газа?

7. Какой процесс называют изотермическим?

8. Какой процесс называют изобарным?

9. Какой процесс называют изохорным?

10. Сформулируйте закон Бойля-Мариотта

11. Сформулируйте закон Шарля

12. Сформулируйте закон Гей-Люссака

13. Какая температура называется термодинамической?

14. Как выразить температуру в градусах по шкале Цельсия в Кельвины?

Тема. Внутренняя энергия тела. Теплообмен и его виды. Уравнение теплового баланса. Первое начало термодинамики. Адиабатный процесс. Применение первого закона термодинамики.

1. Молекулярно-кинетический смысл температуры.

Температура – мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул.

Поскольку температура характеризует внутреннее состояние тел, а тела состоят из молекул, значит температура тела связана с движением молекул.

Основное уравнение МКТ газа . При нагревании газа, при постоянном объеме и неизменной концентрации молекул его давление растет пропорционально температуре , где k – коэффициент пропорциональности называется постоянной Больцмана k=1,38*10^-23Дж/К и так , отсюда .

Термодинамическая температура пропорциональна средней кинетической энергии хаотического движения молекул.

Физический смысл коэффициента , числитель – энергетическая температура, знаменатель – соответствующая ей температура в кельвинах. k – Постоянная Больцмана равна отношению температуры, выраженной в единицах энергии (Джоулях) к той же температуре, выраженной в кельвинах.