Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (4 и

4 ^/)определяет макроскопическую величину – давление газа через концентрацию молекул n, массу отдельных молекул m и среднюю квадратичную скорость < V ² > их движения.

8.Температура как мера средней кинетической энергии молекул.

Степень нагретости тел характеризуют температурой.

Энергия при теплообмене всегда от тела с более высокой температурой к телу с более низкой. В конце концов наступает состояние системы тел, при котором теплообмен между телами системы будет отсутствовать. Такое состояние называют тепловым равновесием.

Температура характеризует внутреннее состояние изолированной системы тел, находящихся в термодинамическом равновесии.

Тела, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковые температуры.

Прибор, с помощью которого измеряют температуру,называется термометром.

Для однозначного определения температуры необходим выбор термометрического тела и температурного параметра:

А). В качестве термометрического тела для определенных интервалов температур можно выбрать газ (например, водород);

Б). В качестве термометрического тела для определенных интервалов температур можно выбрать жидкость (ртуть, спирт). Температурным параметром у них является объем;

В). Температурными параметрами могут быть электрическое сопротивление некоторых полупроводников и проводников, интенсивность излучения и т.д.

В Международной системе единиц принята термодинамическая шкала температур. Термодинамическая шкала температур была предложена английским ученым Кельвином.

За начало отсчета на этой шкале принята температура нуль Кельвина (0 К) (см. рис.4.). Нуль Кельвина - это предельная температура, при которой давление идеального газа равно нулю (или прекратилось бы поступательное движение молекул). Температура ниже 0 К невозможна; 0 К — это самая низкая температура в природе. Эту температуру назвали абсолютным нулем. Существование ее предсказал М. В. Ломоносов.

За единицу температуры по термодинамической шкале принят кельвин (К); 1 К соответствует 1 °С.

Температура, отсчитанная по термодинамической шкале температур, обозначается Т. Ее называют термодинамической температурой.

Температура, при которой вода находится одновременно в трех состояниях (твердом, жидком и газообразном), называется тройной точкой ( t =0,01⁰С или Т=273, 16 К ).

Отсюда следует, что:

                                     T = (273,15 + t) К или   t = (T -273,15)⁰С                         (5)  

Рисунок 4.

Решить самостоятельно дома:

25⁰С=                            350 К=

13⁰С=                            300 К=

100⁰С=                          373 К=

-50⁰С=                            250 К=

-13⁰С=                            237 К=

-23⁰С=                            210 К=

Температура связана со скоростью молекул. При откачивании газа из сосуда давление оставшейся части газа уменьшается. Если откачивать медленно, температура газа не измениться. Не изменяется, и объем газа. Изменяется концентрация молекул газа, следовательно:   р n, при нагревании, если V и n постоянны, то:                            р   T,   р n T, введем коэффициент пропорциональности k, получим:

р=k n T ,                                                                 (6)  

где k - постоянная Больцмана = 1,380662 10^-23Дж К^-1 (равна отношению температуры, выраженной в единицах энергии (Джоулях) к той же температуре, выраженной в Кельвинах).

8.Зная основное уравнение молекулярно-кинетической теории:

р n   (7)  , можно (6) и (7) приравнять:

k n T = n ;     k T = n ;

                                 

T =   n           или   T =   nЕ_к     или T =   m ₀   (8)     

9.Температурой называют скалярную величину, характеризующую интенсивность теплового движения молекул изолированной системы в условиях термодинамического равновесия, пропорциональную средней кинетической энергии поступательного движения молекул.