Suhu sifar mutlak - titik pemberhentian pergerakan molekul

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-12 11:04

Istilah "suhu" muncul pada masa ahli fizik berpendapat bahawa badan panas terdiri daripada jumlah bahan tertentu yang lebih besar - kalori - daripada badan yang sama, tetapi sejuk. Dan suhu ditafsirkan sebagai nilai yang sepadan dengan jumlah kalori dalam badan. Sejak itu, suhu mana-mana badan diukur dalam darjah. Tetapi sebenarnya ia adalah ukuran tenaga kinetik molekul yang bergerak, dan, berdasarkan ini, ia harus diukur dalam Joule, mengikut sistem unit C.

Konsep "suhu sifar mutlak" berasal daripada hukum kedua termodinamik. Menurutnya, proses pemindahan haba dari badan sejuk ke panas adalah mustahil. Konsep ini diperkenalkan oleh ahli fizik Inggeris W. Thomson. Atas pencapaiannya dalam bidang fizik, Ratu England menganugerahkannya gelaran "Tuhan" dan gelaran "Baron Kelvin". Pada tahun 1848, W. Thomson (Kelvin) mencadangkan menggunakan skala suhu, di mana dia mengambil suhu sifar mutlak yang sepadan dengan sejuk melampau sebagai titik permulaan, dan mengambil darjah Celsius sebagai harga bahagian. Unit Kelvin ialah 1/27316 daripada suhu titik tiga air (kira-kira 0 darjah C), i.e. suhu di mana air tulen serta-mertaIa datang dalam tiga bentuk: ais, air cecair dan wap. Suhu sifar mutlak ialah suhu rendah yang paling rendah di mana pergerakan molekul berhenti, dan tidak mungkin lagi untuk mengekstrak tenaga haba daripada bahan tersebut. Sejak itu, skala suhu mutlak telah dinamakan sempena namanya.

Suhu diukur pada skala yang berbeza

Skala suhu yang paling biasa digunakan dipanggil skala Celsius. Ia dibina di atas dua titik: pada suhu peralihan fasa air daripada cecair kepada wap dan air kepada ais. A. Celsius pada tahun 1742 mencadangkan untuk membahagikan jarak antara titik rujukan kepada 100 selang, dan mengambil takat didih air sebagai sifar, manakala takat beku ialah 100 darjah. Tetapi pemain Sweden K. Linnaeus mencadangkan melakukan sebaliknya. Sejak itu, air membeku pada sifar darjah A. Celsius. Walaupun ia sepatutnya mendidih tepat dalam Celsius. Sifar mutlak dalam Celsius ialah tolak 273.16 darjah Celsius.

Terdapat beberapa skala suhu lagi: Fahrenheit, Réaumur, Rankine, Newton, Roemer. Mereka mempunyai titik rujukan dan selang skala yang berbeza. Sebagai contoh, skala Reaumur juga dibina di atas tanda aras pendidihan dan pembekuan air, tetapi ia mempunyai 80 bahagian. Skala Fahrenheit, yang muncul pada tahun 1724, digunakan dalam kehidupan seharian hanya di beberapa negara di dunia, termasuk Amerika Syarikat; titik rujukan: satu ialah suhu campuran air ais - ammonia dan satu lagi ialah suhu badan manusia. Skala dibahagikan kepada seratus bahagian. Sifar Celsius sepadan dengan 32 darjah Fahrenheit. Penukaran darjah kepada Fahrenheit boleh dilakukan menggunakan formula: F \u003d 1.8 C + 32. Terjemahan terbalik: C \u003d (F -32)/1, 8, di mana: F - darjah Fahrenheit, C - darjah Celsius. Jika anda terlalu malas untuk mengira, pergi ke perkhidmatan penukaran Celsius ke Fahrenheit dalam talian. Dalam kotak, taip bilangan darjah Celsius, klik "Kira", pilih "Fahrenheit" dan klik "Mula". Hasilnya akan muncul serta-merta.

Skala Rankin dinamakan sempena ahli fizik Inggeris (lebih tepatnya Scotland), William J. Rankin, bekas sezaman dengan Kelvin dan salah seorang pencipta termodinamik teknikal. Terdapat tiga titik penting dalam skalanya: permulaan adalah sifar mutlak, takat beku air ialah 491.67 darjah Rankine dan takat didih air ialah 671.67 darjah. Bilangan pembahagian antara pembekuan air dan pendidihannya dalam kedua-dua Rankine dan Fahrenheit ialah 180.

Kebanyakan skala ini digunakan secara eksklusif oleh ahli fizik. Dan 40% pelajar sekolah menengah Amerika yang ditinjau hari ini berkata mereka tidak tahu apa itu suhu sifar mutlak.