1.6.Термометры

1723 г. – Даниель Габриель Фаренгейт (24 мая 1686 – 16 сентября 1736) – немецкий физик.

1742 г. – Андерс Цельсий (27 ноября 1701 – 25 апреля 1744) – шведский астроном, геолог и метеоролог.

Широкое распространение получила шкала Цельсия, согласно которой температура замерзания воды tq = О °С, кипения - 100 °С.

1848 г. – Уильям Томсон, лорд Кельвин (26 июня 1824 года – 17 декабря 1907 года) — британский физик.

Шкала Кельвина, температура замерзания воды соответствует 273,1 °К, кипения - 373,1 °К. Эта шкала принята за основную в системе СИ

1.7. Кинетическая теория тепла

С точки зрения молекулярно-кинетической теории внутренняя энергия вещества складывается из кинетической энергии всех атомов и молекул и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

М КТ приводит к следующему выражению для внутренней энергии одного моля идеального одноатомного газа (гелий, неон и др.), молекулы которого совершают только поступательное движение:

Внутренняя энергия U тела однозначно определяется макроскопическими параметрами, характеризующими состояние тела. Она не зависит от того, каким путем было реализовано данное состояние.

Е сли система состоит из частиц типа молекул H₂O, которые могут вращаться во всех трех направлениях, то U = К_пост + К_вр,

Предполагают, что вращательная энергия двухатомных молекул равна

1.8 Тепловая энергия

Тепловая энергия – форма энергии, связанная с движением атомов, молекул или других частиц, из которых состоит тело. По сути, тепловая энергия – это суммарная кинетическая энергия структурных элементов вещества (будь то атомы, молекулы или заряженные частицы). Тепловая энергия системы плюс потенциальная энергия межатомных взаимодействий называется внутренней энергией системы.

Тепловая энергия может выделяться благодаря химическим реакциям (горение), ядерным реакциям (деление ядра, ядерный синтез), механическим взаимодействиям (трение).

Если натирать стенки сосуда с водой, то при этом будет совершаться работа против силы трения. При натирании производится тепловая энергия, которая передается воде. Температура (или внутренняя энергия) воды будет возрастать.

Наряду с джоулем существует единица тепловой энергии, именуемая калорией (кал).

Калория – внесистемная единица количества работы и энергии, равная количеству тепла, необходимого для нагревания 1 грамма воды на 1 кельвин при стандартном атмосферном давлении 101 325 Па.

1.9Механический эквивалент тепла — количественное соотношение между механической и тепловой энергией. Это универсальная газовая постоянная(R).

Опытным путём найдено, что, затрачивая 427 кГм, можно получить 1 ккал тепла. Эта величина (427 кГм), эквивалентная 1 ккал, и называется механическим эквивалентом тепла. Наоборот, затрачивая 1/427 ккал тепла, можно совершить работу в 1 кГм. Эта обратная величина называется тепловым, или термическим эквивалентом работы.

В Международной системе единиц механический эквивалент тепла равен единице, т. к. в этой системе как для механической работы, так и для количества теплоты принята одна и та же единица измерения - джоуль.