Температура, її фізичний зміст. Вимірювання температури. Температурні шкали.

Температура – величина, яка однакова в усіх частинах системи при її рівновазі.

На побутовому рівні температура пов'язана із суб'єктивним сприйняттям «тепла» і «холоду». Теплі тіла мають більшу температуру, холодні — меншу. В розумінні сучасної фізики температура пов'язана з тепловим рухом атомів та молекул.

Температуру неможливо виміряти безпосередньо. Проте, при нагріванні або охолодженні тіла змінюються його фізичні властивості: довжина і об'єм, густина, пружні властивості, електропровідність тощо. Основою для вимірювання температури може бути зміна будь-якої властивості будь-якого тіла, якщо для нього відома залежність даної властивості від температури. Вибране для вимірювання температури тіло називають термометричним, а прилад для вимірювання температури - термометром.

Температурні шкали:

 

Для однозначного визначення температури різними методами й на основі зміни різних властивостей термометричних тіл, термометри необхідно градуювати. Для цього використовуються температурні шкали. В основі температурних шкал — особливі реперні точки, яким присвоюється певне значення температури.

 

В Міжнародній системі одиниць (СІ) термодинамічна температура виражається в кельвінах. До складу похідних величин СІ, які мають спеціальну назву, входить температура Цельсія, яка вимірюється в градусах Цельсія. На практиці часто застосовують градуси Цельсія через історичної прив'язки до важливих характеристик води - температури танення льоду (0 °C) і температури кипіння (100 °C). Це зручно, оскільки більшість кліматичних процесів, процесів у живій природі, тощо пов'язані з цим діапазоном.

T=t+273 [K]

За шкалою Кельвіна

0 градусів відповідають абсолютному нулю, тобто повній відсутності руху молекул. Інша реперна точка - потрійна точка води. Її температура 273,16 К вибрана так, щоб один кельвін відповідав одному градусу за шкалою Цельсія. Температура за шкалою Кельвіна називається абсолютною температурою. Вона позначається великою латинською літерою T. Шкала Кельвіна використовується в фізиці. Її називають термодинамічною шкалою, оскільки вона найкраще визначена. Наприклад, потрійна точка води на відміну від температури замерзання, не залежить від тиску.

 

За шкалою Цельсія

0 °C відповідає температура замерзання води, 100 °C — температура кипіння води (при тиску в 1 атмосферу). Здебільшого температура за шкалою Цельсія позначається маленькою латинською літерою t.

 

За шкалою Фаренгейта

Замерзання і кипіння води розділяють 180 °F. Один градус за Фаренгейтом дорівнює 5/9 кельвіна або градуса Цельсія. Вода замерзає при 32 °F, а кипить при 212 °F.

 

Ідеальний газ. Основне рівняння МКТ ідеального газу.

15. Рівняння Менделеєва-Клапейрона. Обєднаний газовий закон.

Рівняння менделеєва-Клапейрона або рівняння стану ідеального газу пов’язує всі його макропараметри і масу речовини.

p=nkT, n=N/V

 

Na*k=R – універсальна газова стала (стала Рідберга)

R ~ 6.02*10²³моль^-1*1.38*10^-23Дж/К ~ 8.31

Фізичний зміст R чисельно дорівнює енергії, яка необхідна для нагріву одного моля речовини на один кельвін.

РІВНЯННЯ МЕНДЕЛЕЄВА-КЛАПЕЙРОНА

Рівняння Менд-Клап працює тільки коли m (маса) не дорівнює const

ОГЗ

m=const

;

=const Об’єднаний газовий закон (ОГЗ)

Для сталої маси газу добуток тиску на об’єм, поділений на термодинамічну температуру є величиною незмінною.

Для двох станів газу:

=

 

16. Ізопроцеси в газах

Процеси, при яких маса газа і один з його макропараметрів залишається незмінним, називають ізопроцесами.

1) Ізотермічний

T=const

- Закон Бойля Маріотта

для двох газів

Для даної маси газу при незмінній температурі добуток тиску газу на його об’єм є величиною незмінною.

 

 

2)Ізохорний

V=const

- Закон Шарля

для двох

Для даної маси газу при незмінному об’ємі відношення тиску до термодинамічної температури є величиною незмінною

 

3)Ізобарний

p=const

закон Гей Люссака

для двох

Для даної маси газу при незмінному тиску відношення обєму до термодинамічної температури є величиною незмінною.