Что такое абсолютная шкала температур: Абсолютная шкала температур — это… Что такое Абсолютная шкала температур?

Содержание

Температура абсолютная шкала — Справочник химика 21

    Первый закон Гей-Люссака, связывающий объем газа с его температурой V = ЬТ. Абсолютный нуль и абсолютная шкала температур Кельвина. [c.113]

    Численное значение универсальной газовой постоянной К, входящей в уравнение состояния идеального газа (3-8), зависит от выбора единиц, в которых измеряются давление и объем газа (предполагается, что температура всегда выражается в абсолютной шкале Кельвина) Если давление измеряется в атмосферах, а объем-в литрах, то К = = 0,082054 л-атм К моль Но если все величины измеряются в единицах системы СИ, то, как указано в приложении 1, К = = 8,3143 Дж К моль (из гл. 15 мы узнаем, что произведение РУ имеет размерность работы или энергии). [c.130]


    Абсолютная шкала температур……………………….И [c.316]

    Обозначая теперь стандартную температуру абсолютной шкалы 273,15° через То, получаем 

[c. 30]

    Следовательно, целесообразно определить степень необратимости рассматриваемого стандартного процесса не с помощью количества переданной теплоты Q, а с помощью величины Q/6, где 0 — некоторая величина, количественно удовлетворяющая принятому определению температуры. Как только функция 0 будет определена, количественная характеристика степени деградации энергии окажется законченной. Мы удостоверимся в дальнейшем, что 0, которую Кельвин назвал термодинамической температурой, может быть полностью отождествлена с температурой абсолютной шкалы, которую мы раньше определили с помощью идеального газа. Поэтому положим 0 = 7″. Значение приведенного тепла Q/7 в этом процессе мы можем назвать возрастанием энтропии системы пружина — резервуар. Если Sa — энтропия в начале процесса, а Sb — в конце, то в соответствии с принятым определением можем записать 

[c.95]

    Абсолютная температура. Абсолютной температурной шкалой называют температурную шкалу, которая определяется термодинамическим методом таким образом, что она не зависит от выбора термометрического вещества. Нулевая точка этой шкалы определяется как наинизшая термодинамически возможная температура. Абсолютная шкала температуры, которая используется в теплофизике в настоящее время, была введена лордом Кельвином (Вильямом Томсоном) в 1848 г. и поэтому называется также шкалой Кельвина. [c.77]

    Закон Гей-Люссака при постоянном давлении объем образца газа пропорционален его температуре в абсолютной шкале Кельвина. [c.155]

    Эта формула одинаково хорошо применима и к движению молекул и к броуновскому движению пылинок, взвешенных в газе или в растворе. Теперь мы видим, что температура может быть определена как величина, пропорциональная кинетической энергии хаотического движения частиц, и это определеиие ие связано с выбором конкретного термо-метрического веш,ества — годится любое. Понятия абсолютная температура , абсолютная шкала температур приобретают непосредственный физический смысл. Кинетическая энергия — величина принципиально положительная, и поэтому отрицательных температур быть не может.

[c.44]

    Подчеркнем, что при использовании соотношения (3-7) следует подставлять в него абсолютные значения температуры в шкале Кельвина, а не в шкале Цельсия. [c.127]

    Закон Шарля при постоянном объеме давление образца газа пропорционально его температуре в абсолютной шкале Кельвина. [c.155]

    Если давление Р выражено в атмосферах, объем У-в литрах, температура Т-в абсолютной шкале Кельвина, а п представляет собой число молей га- 

[c.156]


    Как вводится определение абсолютной шкалы температур на основе рассмотрения поведения газов  [c.158]

    Таким образом установлена абсолютная шкала температур, или шкала Кельвина. [c.22]

    В настоящее время по международному соглашению основой температурной шкалы является не деление на 100 частей температурного интервала между нормальными точками плавления и кипения воды, а приравнивание нормальной температуры плавления воды величине 273,15° (точно) по абсолютной шкале температур. В соответствии с этой новой основой температурной шкалы нормальная температура кипения воды не равна 373,15° по абсолютной шкале, а может изменяться при совершенствовании измерительной техники, и в 1960 году была, например, равна 373,148°. Впрочем, в современной практической температурной шкале это небольшое отклонение нормальной температуры кипения (н. т. к.) воды от 100°С игнорируется и н. т. к. воды, как и раньше, приравнивается 373,15°К.— Прим. ред. 

[c.22]

    Такая произвольность исчезает, если пользоваться так называемой термодинамической (абсолютной) шкалой температур, основанной на втором начале термодинамики (см. гл, IV). Начальной точкой этой универсальной шкалы является значение предельно низкой температуры — абсолютный нуль, равный —273,15°С. Показания по абсолютной шкале совпадают с температурой, измеренной по термометру, который наполнен газом, находящимся под ничтожно малым давлением (теоретически — идеальным газом). [c.16]

    Предположим, что абсолютная шкала известна вплоть до температуры Т . Пусть будет установлено, что температура ниже Гц пропорциональна объему жидкого термометрического вещества. Коэффициент пропорциональности нужно выбирать таким образом, чтобы эмпирическая шкала Т при Го совпадала с абсолютной, т. е. чтобы То = Выберем в качестве независимых переменных состояния Т (соответственно Т ) и Р и определим связь между Т п Т на прямой Р = 0. 

[c.56]

    Здесь /(i н Л а — константы скорости реакции при соответствующих температурах Ti и Т (в градусах абсолютной шкалы)  [c.35]

    К основным единицам СИ относятся килограмм (масса), метр (длина), секунда (время), Кельвин (температура), ампер (электрический ток), кандела (единица освещенности) и радиан (угловая мера). Все эти единицы, за исключением последней, широко применяются инженерами, работающими в области очистки воздушного бассейна, лишь вместо шкалы Кельвина, или абсолютной шкалы, обычно применяют температурную шкалу Цельсия (0°С=273,15 К). [c.585]

    Абсолютная шкала температур [c.

11]

    Основываясь на втором законе термодинамики, можно построить абсолютную шкалу температур (см. далее с. 60, примечание 6), которая не зависит от свойств термометрического вещества. Она совпадает с эмпирической шкалой идеального газа. Единица температуры в этой шкале — Кельвин — совпадает с единицей стоградусной шкалы Цельсия. Соотношение между температурами в абсолютной шкале и шкале Цельсия  [c.25]

    Нормальные физические условия температура О» С (или 273° по абсолютной шкале = 273° К), давление 760 мм ртутного столба. [c.7]

    При сравнении вращательных составляющих теплоемкости газообразных Ь и НР обнаруживается, что для Ь она постоянна, начиная уже с нескольких градусов абсолютной шкалы температур, а для НР растет и достигает предельного значения лишь около 100 К. В чем причина этого  [c.25]

    Равенство ( .27) доказывает, что отношение теплот Q2 Q равно отношению температур Тг/Ту при выражении с помощью шкалы газового термометра.

Однако согласно уравнению ( .25) это же отношение равно отношению температур источников при выражении их с помощью абсолютной термодинамической шкалы. Из этого следует, что отношение двух температур по шкале газового термометра равно отношению двух температур абсолютной термодинамической шкалы, т. е. эти две температурные шкалы про- [c.102]

    Непосредственное применение двух первых начал термодинамики дает возможность решать разнообразные конкретные задачи. В некоторых случаях для этого пользуются методом воображаемых обратимых циклов. Можно было бы привести много примеров применения этого метода. Так, в данной книге этот метод был применен для вывода абсолютной шкалы температур (с. 98—103), где мы искусственно ввели ряд последовательно связанных циклов Карно. Таким же путем было получено уравнение Клапейрона—Клаузиуса (IV. 129). Хотя метод циклов во всех случаях приводит к правильному решению задачи, его нельзя считать совершенным, поскольку он требует чисто искусственных построений и обходных путей при решении конкретных задач.

Поэтому широкое распространение получил другой, более простой метод — метод термодинамических (характеристических) функций, который по праву можно назвать методом Гиббса. [c.131]

    Впоследствии У. Томсон (1824-1907) выдвинул предположение,, что температура — 273°С представляет собой абсолютный минимум температур, ниже которого невозможно опуститься. В настоящее время ученые пользуются абсолютной шкалой температур Кельвина, в которой О К = = — 273Д5 С, а О С = 273,15 К . В этой шкале закон Гей-Люссака принимает вид [c.124]

    Т — температура по абсолютной шкале, т. е. по шкале Кельвина (Т» К). 

[c.4]

    С введением абсолютной шкалы измерение температуры и само представление о ней освобождается от индивидуальных особенностей термометрического вещества. Связь между свойствами веществ получает наиболее простое выражение, [c.16]


    В этой формуле р — давление газа, выраженное либо в мм рт. ст., либо в атм V — объем газа в л л — число молей газа R — универсальная газовая постоянная Т —абсолютная температура, которая связана со шкалой Цельсия равенством Т = t 273, где t —температура по шкале Цельсия. [c.8]

    В тексте единицы измерения опущены и приводятся лишь в тех случаях, когда не совпадают с указанными в списке. Таким образом, определенной величине всегда будет соответствовать одна и та же единица измерения. Например, Р и 7 соответствуют абсолютному давлению в физических атмосферах и температуре в градусах абсолютной шкалы. Экстенсивные величины выражаются дробью, знаменатель которой отвечает одному молю например, единицы измерения V и S см /моль и кал/(моль-К). В тех случаях, когда рассматривают не мольные величины, а экстенсивные свойства безотносительно к количеству вещества, никакие новые 

[c.27]

    Теперь переделайте температурную шкалу на вашем графике, вычтя из всех отметок на ней температуру пересечения графика с осью х. Новая шкала (шкала Кельвина) выражается в градусах, называемых кельвин (К) кельвин является единицей СИ. Один кельвин равен градусу Цельсия, но точка отсчета mFajibi сдвинута так, чтобы температура по Кельвину была всегда положительна. Ноль по Кельвину (ОК) является самой низкой температурой и называется абсолютным нулем, а шкала Кельвина иначе называется абсолютной шкалой температур и соответственно температура в этой шкале называется абсолютной. [c.391]

    Независимость к.п.д. машины Карно от природы рабочего тела позволила ввести универсальную шкалу температур, свободную от индивидуальных особенностей (физических свойств) термометрического вещества и от произвольности метода измерения температуры. Эта шкала была предложена в 1852 г. Томсоном (Кельвином) и названа абсолютной термодинамической шкалой. [c.81]

    Последняя формула предполагает равенство температур ядра слоя Тв и частиц на поверхности газового пузыря, обращенной к теплопередающей стенке. Здесь = 4,9 -10 — коэффициент излучения абсо.чютно черного тела, температуры Тв и —в единицах абсолютной шкалы (К). Если принять что газовый [c.431]

    Так как коэффициент диффузии растет с температурой в экспоненциальной зависимости, при такой большой энергии активации быстрое нарастание коэффициента диффузии происходит в довольно узком интервале температур. Еще в начальном периоде изучения реакций с участием твердых веществ это было обнаружено Тамманом и подтверждено Хедваллом и привело к введению понятия характеристическая температура или температура начала реакции . Позже Тамман высказал мысль, что понятие о характеристических температурах можно обосновать, исходя из принципа соответственных состояний. Температура плавления твердого вещества (по абсолютной шкале) характеризует ту степень подвижности частиц в решетке, дальнейшее увеличение которой ведет уже к разрушению кристалла с переходом его в жидкое состояние. Поэтому все вещества в точке плавления находятся в соответственных состояниях. Для однотипных твердых тел одинаковая степень подвижности и, следовательно, одинаковая величина коэффициентов диффузии достигаются при одинаковых [c.220]


Шкала температур абсолютная термодинамическая (Кельвина)

Шкала температур абсолютная термодинамическая (Кельвина) 6, 14,  [c.431]

Очевидно, что можно выбрать т[а-кую температурную шкалу, в которой функция (р будет равна самой температуре эта шкала называется абсолютной термодинамической шкалой. Она была впервые предложена В. Томсоном (Кельвином).  [c.59]

Для измерения температуры используется таклсе термодинамическая шкала температур (шкала абсолютных температур, или шкала Кельвина). Нуль абсолютной шкалы температур соответствует значению 1——273,15°С. Градус абсолютной шкалы температур носит название кельвина, обозначается через Т, К, и равен градусу по шкале Цельсия. Из сказанного следует связь между значениями одной и той же температуры, выраженными в различных шкалах  [c. 13]


Тройная точка воды—это температура, при которой нее три фазы воды (твердая, жидкая, газообразная) находятся в равновесии. Нижним пределом шкалы является абсолютный нуль. Термодинамическую температурную шкалу называют также абсолютной шкалой. Параметром состояния рабочего тела является абсолютная температура, обозначаемая символом Т и измеренная в кельвинах (К).  [c.7]

Температура по термодинамической и практической температурным шкалам может быть выражена в кельвинах (К), когда она отсчитывается от абсолютного нуля (обозначается символом Т), и в градусах Цельсия (°С), когда она отсчитывается от точки таяния льда (обозначается символом t). Связь между этими температурами выражается формулой.  [c.172]

Особо важную роль в термодинамике играет термодинамическая шкала температур. Нуль этой шкалы называют абсолютным нулем, а деления шкалы кельвинами (К). Связь между щкалой Кельвина (Г) и шкалой Цельсия t) устанавливается соотношением  [c. 8]

Абсолютная температура рабочего тела является мерой интенсивности теплового движения молекул. При тепловом равновесии двух тел, когда теплообмен между ними отсутствует, температура их одинакова. Абсолютная температура всегда положительна, а нулевое значение ее соответствует состоянию полного покоя молекул. Шкала, в которой температура отсчитывается от этого состояния, называется термодинамической шкалой Кельвина. Измеренная по этой шкале температура обозначается 7 К. В технике же принята международная стоградусная шкала — шкала Цельсия, в которой отсчет ведется от состояния тающего льда при нормальном давлении (соответствующего абсолютной температуре 7=273,15 К). Измеренная по этой шкале температура обозначается °С. Величина градуса в обеих шкалах одинакова, поэтому пересчет с одной шкалы в другую производится по формуле 7=г +273,15.  [c.7]

Наиболее универсальной шкалой температур, не зависящей от каких-либо свойств термометрического вещества, является абсолютная термодинамическая шкала температур Т — шкала Кельвина, построенная на основе второго закона термодинамики (см. п. 6.2) и  [c.13]

Кельвин — единица температуры по термодинамической температурной шкале, равная 1/273,16 части термодинамического интервала от абсолютного нуля температуры до температуры тройной точки воды.  [c.14]


Абсолютная термодинамическая шкала температур. Используя свойства цикла Карно, английский физик В. Кельвин предложил универсальную шкалу температур, которая не зависит от свойств отдельных веществ и получила название абсолютной термодинамической шкалы температур, или шкалы Кельвина.  [c.107]

Очевидно, что при этих измерениях нельзя поставить вопрос о том, во сколько раз одна температура больше или меньше другой. Ведь по принятой в обыденной жизни стоградусной шкале мы имеем и положительные, и отрицательные температуры, так что отношение двух температур может быть и положительным, и отрицательным, и даже равным бесконечности. Достаточно широко известна введенная У. Кельвином абсолютная шкала температур . Как показано будет ниже, абсолютная шкала температур совпадает с термодинамической. Единица последней называется кельвин и обозначается К.  [c.181]

Однако пользование газовым термометром представляет большие практически неудобства, поэтому бьшо выбрано несколько постоянных опорных точек, воспроизведение которых в лабораторных условиях не составляет большого труда. Одна из этих точек задается самим определением термодинамической шкалы — это тройная точка воды, которой приписана неизменная температура 273,16 К. Остальные точки установлены на основании как можно более тщательных измерений. Все эти точки представляют собой температуры фазовых переходов разли шых веществ. На основе измерения температур этих точек в 1968 г. установлена Международная практическая температурная шкала ). Поскольку из.мерения по этой шкале не могут гарантировать абсолютно точного совпадения с термодинамической шкалой, температурам по шкалам Кельвина и Цельсия присвоены символы T es и / в. числе опорных точек имеются тройные точки водорода (T es = 13,81 К) и воды (Гб 8 = 573,16 К) и ряд точек равновесия двух фаз различных веществ. Значения опорных постоянных точек Международной практической температурной шкалы приведены в приложении XII.  [c.193]

Вторая температурная шкала — это термодинамическая шкала температур 1954 г. с одной реперной точкой, за которую принята тройная точка воды. Величина градуса устанавливается из условия, что абсолютная температура тройной точки воды точно равна 273,16°К наименование градуса — Градус Кельвина термодинамический и Градус Цель сия термодинамический . Практически определить разницу между двумя шкалами в настоящее время невозможно, однако, величина градуса в этих двух шкалах несомненно различна. Соотношение температур по международной шкале и термодинамической шкале Цельсия с температурами по международной и термодинамической шкале Кельвина определяется выражением  [c.7]

Впервые это содержание теоремы Карно было раскрыто в 1848 г. В. Томсоном (1823—1907). Он считал, что характерным свойством предполагаемой им шкалы, является то, что все градусы имеют одно и то же значение, т. е., что единица теплоты, падающая от тела А с температурой Т на этой шкале к телу В с температурой (Т — 1) будет давать один и тот же механический эффект, каково бы ни было число Т. Такая шкала может быть действительно названа абсолютной, так как для нее характерна полная независимость от физических свойств какого-либо вещества [2], Эта шкала носит его имя —шкала Кельвина. Открытие абсолютной термодинамической температуры позволяет устанавливать величину градуса по одной реперной точке. Такой путь построения температурных шкал является наиболее правильным, однако он не мог быть сразу использован.  [c.36]

Это термодинамическая 100 — градусная шкала, для которой температуры будут ниже температур шкалы Кельвина на величину температуры точки льда по шкале Кельвина, и термодинамическая шкала Фаренгейта, для которой температура меньше температуры абсолютной шкалы Фаренгейта на температуру точки-льда в этой шкале, уменьшенную на 32°. В дальнейшем символ t будет обозначать температуру по термодинамической 100-градусной шкале-или по шкале Фаренгейта.  [c.47]


В системе единиц СИ принята абсолютная термодинамическая шкала температур Кельвина (К), не имеющая отрицательных значений температур, причем 1″ С = 1° К. Значение температуры по этой шкале вычисляется из соотношений Гк = ( с + 273,16) te = Т к — 273,16, где te и Гк — температура в градусах С и К.  [c.6]

Термодинамический принцип построения шкалы температур, свободный от особенностей конкретного термометрического вещества, указан Кельвином и положен в основу создания абсолютной термодинамической шкалы температуры.  [c.248]

Температура воздуха — это степень его нагретости. Температура измеряется в градусах по абсолютной (термодинамической) шкале Кельвина (° К) или по стоградусной шкале Цельсия (° С). В этих шкалах за начало отсчета температур приняты различные физические состояния газа. Температура газа по абсолютной шкале (абсолютная температура) обозначается буквой Т, а по шкале Цельсия — буквой t.  [c.5]

Абсолютная термодинамическая температур ая шкала Кельвина 1854 г. явилась исходной для построения последующих температурных шкал. Для установления размера градуса интервал между точкой плавления льда и точкой кипения воды был разделен на 100 градусов. Однако Кельвин считал, что более предпочтительной является такая температурная шкала, в которой размер градуса определяется только одной постоянной точкой, например, точкой плавления льда, которой присваивается некоторое числовое значение.  [c.68]

Термодинамическая температура (абсолютная) Т Терм( градус Кельвина динамическая К температурная °к шкала Единица С 1  [c.72]

Единицы температуры. В системе единиц СИ принята абсолютная термодинамическая шкала температур Кельвина (°К), не имеющая отрицательных значений температур, причем 1°С= 1° К.[c.664]

ПО этой шкале не могут гарантировать абсолютно точного совпадения с термодинамической шкалой, температурам по шкалам Кельвина и Цельсия присвоены символы Гб8 и 68- В числе опорных точек имеются тройные точки водорода (T es = 13,81 К) и воды (Гев = = 273,16 К) и ряд точек равновесия двух фаз различных веществ. Значения опорных постоянных точек Международной практической те.мпературной шкалы приведены в приложении ХП (стр. 323).  [c.157]

Различают две температурных шкалы термодинамическую и международную, практическую. Обе шкалы можно градуировать в кельвинах (К) и в градусах Цельсия (°С). Соотношение между температурами по этим шкалам 7 =/+273,15, где Т — абсолютная температура,  [c.102]

До 1954 г. стоградусная термодинамическая шкала (шкала Цельсия) и абсолютная термодинамическая шкала (шкала Кельвина) по Положению, принятому международным соглашением, строились именно таким образом. Однако в 1954 г. X Генеральная конференция по мерам и весам приняла решение, согласно которому построение абсолютной и стоградусной термодинамической шкалы должно производиться иным методом. В отличие от рассмотренного выше метода, основным температурным интервалом при построении абсолютной шкалы является теперь не интервал между точкой плавления льда и точкой кипения водЫ а интервал между абсолютным нулем температур и тройной точкой воды. Шкала Цельсия по-прежнему получается при сдвиге нулевой точки на 273,15°, Следует заметить, что введенные изменения касаются скорее принципа построения шкалы и способа определения градуса. Значения термодинамических температур при этом почти не изменяются (некоторое изменение возможно, но оно настолько мало, что в настоящее время не может быть надежно установлено). Подробнее об этом см. 11.  [c.33]

Абсолютная температура. Абсолютной температурной шкалой называют температурную шкалу, которая определяется термодинамическим методом таким образом, что она не зависит от выбора термометрического вещества. Нулевая точка этой шкалы определяется как наинизшая термодинамически возможная температура. Абсолютная шкала температуры, которая используется в теплофизике в настоящее время, была введена лордом Кельвином (Вильямом Томсоном) в 1848 г. и поэтому называется также шкалой Кельвина.  [c.77]

В настоящее время используется термодинамическая шкала, в основу которой заложено, по предложению Кельвина, использование термодинамического цикла Карно идеальной тепловой машины. Размер 1 град шкалы определяется тем, что температуре тройной точки воды приписано числовое значение 273,16 К (точно), а нижней границей основного интервала шкалы является абсолютный нуль. Определяемый таким образом градус термодинамической шкалы совпадает с величиной 1° С, а переход от температуры Г С к температуре Т К выражается точной формулой  [c.196]

Но мы можем теперь ввести термодинамическую шкалу, взяв саму функцию 0 в качестве температуры. Если постоянная в (2.12) выбрана равной единице, то эта шкала называется абсолютной, или шкалой Кельвина ). Отсчеты температуры по хорошему газовому термометру очень близки к температуре в шкале Кельвина  [c.40]

Единицей температуры, измеряемой по абсолютной термодинамической шкале и международной (практической) температурной шкале, является кельвин (К), определяемый как 1/273,16 часть температуры тройной точки воды. Разрешается использовать в качестве единицы температуры градус Цельсия (°С), размер которого равен кельвину.  [c.19]

Особо важную роль в термодинамике играет термодинамическая шкала температур. Нуль этой шкалы называют абсолютным нулем. Деления шкалы называются кельвинами (К). Они равны градусам Цельсия, но показания температуры в кельвинах больше температуры, измеренной в градусах Цельсия, на 273,15 градуса. Если обозначить буквой Т абсолютную температуру в кельвинах, а буквой I температуру в градусах Цельсия, то  [c.10]


Из выражения 0 = 0 е видно, что при квазистатических процессах 0 не может изменить знак. Поскольку интегрирующий делитель 0 = 0 (Г) определяется только температурой, он служит мерой температуры и называется абсолютной температурой в термодинамической шкале Кельвина. Покажем, что хотя вид этой функции зависит от выбора эмпирической температуры, но ее численные значения в данном состоянии не зависят от выбора эмпирической температуры и определяются с точностью до постоянного множителя, характеризующего единицу измерения градусов. Для установления связи между абсолютной и эмпирической температурами рассмотрим простую систему, когда  [c.32]

Шкала температуры абсолютная термодинамическая, шкала Кельвина явл. исторически первой абсолютной термодинамической температурной шкалой. Кельвин (Томпсон) положил, что разность между термодинамической тем-рой кипения воды и плавления льда равна точно 100 градусам, началом отсчета тем-ры, явл. абсолютный нуль. Один градус этой шкалы равен одному градусу стоградусной температурной шкалы. Принятием МТШ-27 была введена Международная практ. температуная шкала Кельвина. Шкала Кельвина просуществовала в качестве междунар, до 1954 г., когда она была отменена решением X ГКМВ. Основная причина отмены шкала основана на двух реперных точках. Взамен отмененной шкалы конференция приняла абс. термодинамическую шкалу, к-рая опред. с помощью тройной точки воды, являющейся основной реперной точкой. Ей присвоено значение тем-ры 273,16 К (точно). В тройной точке воды достигается наибольшая точность воспроизведения ед. термодинамической шкалы тем-ры — кельвина ( 0,0002 К). Нижней границей шкалы явл. точка абс. нуля тем-ры. Единице Ш.т. а.т. было присвоено название «градус Кельвина» с обознач. [°К ° К]. В 1967 г. название заменено на «кельвин» с обознач, [ К К). Тем-ра по Ш. т. а. т. обознач. символом Т.  [c.346]

Между тем это доказательство иллюзорно. На самом деле независимость ц от у — это, как мы отмечали в гл. 2, самостоятельное, особое свойство идеального газа, никак не связанное с другим его свойством — тем, что идеальный газ подчиняется уравнению Клапейрона. В гл. 3 независимость внутренней энергии идеального газа от объема была использована для доказательства идентичности температурной шкалы идеального газа и абсолютной термодинамической шкалы Кельвина. Именно доказанность этой идентичности позволяет нам использовать уравнение Клапейрона в любых термодинамических расчетах. Таким образом, то обстоятельство, что (duldv) i =0, уже заложено в уравнение Клапейрона при произведенной в этом Уравнении замене идеально-газовой температуры абсолютной термодинамической температурой (см. 3-5), и, следовательно, приведенное выше доказательство лишь еще раз фиксирует этот заранее известный факт.  [c.114]

XI Генеральная конференция по мерам и весам и ГОСТ 8550—61 решили определять термодинамическую шкалу температур [юсред-ством тройной точки воды, где в равновесном состоянии на) одится лед, вода и водяной пар, и приписать ей значение Т = 273,16 К. Во всех формулах термодинамики необходимо подставлят11 абсолютную температуру по шкале Кельвина,  [c. 17]

В настоящее время абсолютная термодинамическая шкала (шкала Кельви на) определяется одной реперной то Чкой— тройной точкой воды, которой приписывается температура 273jl6° К (точно). 1100-г р а я у с н а я термодинамическая шкала с яачалом отсчета я точке таяния льда при нормальном атмосферном давления задается соотношением t=T—273,15° К, где t — температура в градусах 100-градусной шкалы, °С Т—а1бсолютная температура по шкале Кельвина, ° К. (Прим. ред.)  [c.47]

Температура Тявляется мерой нагрева рабочего тела и характеризует его внутреннюю энергию. За единицу температуры принимают градус, который имеет одинаковое значение в наиболее распространенных температурных шкалах Цельсия (С) и Кельвина (К). Температурная шкала Цельсия, в которой за ноль принимается температура таяния льда, получила распространение в быгу и бытовых приборах. В температурной шкале Кельврша за ноль принимается температура, при которой полностью прекращается движение молекул. Температура, определенная в соответствии с этой шкалой, называется абсолютной температурой. Шкала Кельвина используется в термодинамических расчетах. Температура, измеренная по шкале Кельвина (Г), и температура, измеренная по шкале Цельсия (/), связаны между собой следуюищм соотношением  [c.86]

Измерим значение какого-либо выбранного нами параметра термометрического вещества в состоянии, когда установилось его тепловое равновесие с тающим льдом. Этим параметром может быть объем, давление, электрическое сопротивление или другое физическое свойство тела. Приведем затем термометрическое вещество в соприкосновение с телом, температуру которого мы хотим определить. Если теперь измерить велич1П1у выбранного параметра термометрического вещества (в состоянии, когда установилось его тепловое равновесие с данным телом), то изменение значения этого параметра определит степень отклонения состояния данного тела от состояния теплового равновесия с тающим льдом. При этом необходимо исключить изменение других параметров. Установленная таким опытным путем мера отклонения состояния тела от состояния теплового равновесия с тающим льдом, находящимся под давленне.м 1 атм, называется эмпирической температурой тела. Она может быть измерена с помощью жидкостных и газовых термометров, термопар, пирометров и других устро11ств. Однако в зависимости от применяемого устройства для определенного температурного состояния тела получаются, вообще говоря, различные значения температуры, так как в основу ее измерения кладутся различные признаки. Следовательно, необходима такая шкала температур, с помощью которой можно было бы для определенного температурного состояния тела получить одно единственное значение температуры. Такой шкалой является термодинамическая, а также тоаде-ственная с ней абсолютная шкала температур Кельвина.  [c.8]

Томсон (Thomson) Уильям, с 1892 г. (за научные заслуги) лорд Кельвин (Kelvin) (1824-1907) — выдающийся английский физик. Окончил Кембриджский университет в Глазго. Научные труды относятся ко многим областям физики (термодинамика, гидродинамика, электромагнетизм, теория упругости и др.), математики и техники. Сформулировал в 1851 г. (независимо от Р. Клаузиуса) второе начало термодинамики. Ввел (1848 г.) понятие абсолютной температуры (шкала Кельвина). Открыл эффект Джоуля — Томсона, положенный в основу получения низких температур. Построил термодинамическую теорию термоэлектрических явлений. Открыл (1851 г.) эффект изменения удельной электропроводности ферромагнетиков при их намагничивании (эффект Томсона). Установил зависимость периода колебания контура от емкости и индуктивности. Теоретические исследования по электромагнетизму содействовали практическому осуществлению телеграфной связи, в частности по трансатлантическому кабелю. Изобрел много электроизмерительных приборов. В Курсе натуральной философии (1867 г.) совместно с П. Г. Тэтом рассмотрел основные задачи механики твердых, упругих и жидких тел и другие задачи математической физики.  [c. 210]


Шкала Кельвина. В 1948 г. на заседании Консультативного комитета по термометрии обсуждался также вопрос относительно определения абсолютной термодинамической шкалы (шкалы Кельвина) [17]. В 1854 г. Кельвин указал (см. [18]), что для определения абсолютной шкалы необходима только одна реперная точка и что когда интервал между абсолютным нулем и точкой плавления льда станет достаточно хорошо воспроизводимым, абсолютную шкалу можно будет определить с помощью этой реперной точки. Кельвин предполагал, что точности в 0,1° будет достаточно в этом интервале температур. Спустя 20 лет Менделеев (см. [19]) предложил принять шкалу, определенную таким же способом, но с интервалом между абсолютным нулем и точкой плавления льда, разделенным на 1000 частей. В 1939 г. Комитет по шкалам низких температур Национального исследовательского совета США внес в Консультативный комитет по термометрии выдвинутое Джиоком [21] предложение приписать тройной точке воды по термодинамической шкале некоторое постоянное числовое значение и определить шкалу с помощью этой одной точки [20].[c.23]

Если в уравнение состояния идеального газа входит абсолютная температура по газовой шкале (исходная формулировка уравнения Клайперопа Ру =RT ) причем газ подчиняется условию и = u t) или i=i t), то из. дифференциальных соотношений (а) и (б) непосредственно получим, что абсолютная температура по газовой шкале тождественна абсолютной температуре по термодинамической шкале Кельвина Т = тТ или Т = Т).  [c.76]

Отмеченные свойства выражения (38) позволяют за меру температур источников принять сами функции (О. В. Томсон предлолсил называть их абсолютными термодинамическими температурами, а основанную на них шкалу — абсолютной термодинамической шкалой (она называется также шкалой Кельвина).  [c.48]

В первой половине девятнадцатого века было проведено исследование свойств газов с помощью газового термометра. Резульг татом этих исследований явилось установление термодинамической шкалы температур в форме, предложенной Кельвином. В настоящее время газовый термометр признан основным инструментом для измерения температур по термодинамической шкале. Обычно применяют два типа газовых термометров прибор постоянного давления, в котором давление определенной массы газа поддерживается постоянным, а о значении температуры судят по изменению объема системы, и прибор постоянного объема, в котором постоянным поддерживается объем определенной массы газа, а температуру определяют по его давлению. В работе [1] приведены соотношения между значениями объема (или давления) и абсолютной (термодинамической) температуры для идеального газового термометра, наполненного идеальным газом. В указанной статье рассматриваются также поправки к наблюдаемым величинам, которые необходимо вводить вследствие отличия реального газового термометра от идеального инструмента и реального термометрического газа от идеального.  [c.225]


Абсолютная шкала температур — Наука и образование

Вернёмся к графику изменения давления газа с температурой.

Продолжим прямую LM на этом графике до пересечения её с горизонтальной осью, по которой отложены температуры газа; она пересечёт эту ось в точке К. Точка К на этом графике будет обозначать такую температуру газа, при которой давление его равно нулю. Чему равна эта температура?

Обратимся к уравнению pt = p0(1 + ?t). Положим в этом уравнении pt = 0, т. е. напишем следующее равенство:

0 = p0(1 + ?t)

Так как давление газа при 0°С не равно нулю (р0 ? 0), то из написанного равенства следует, что

1 + ?t = 0

откуда t = —1/?, или так как

? = 1/273, то

to = — 273o

Итак, давление газа равно нулю при температуре – 273° С.

Английский учёный Вильям Томсон (Кельвин) предложил такую шкалу температур, при которой за нуль градусов принята температура – 273°. Эта шкала получила название абсолютной шкалы температур или шкалы Кельвина, а нуль градусов этой шкалы, равный –273° (точнее – 273°,15), называется абсолютным нулём температур.

В шкале Кельвина величина градуса та же, что и в стоградусной шкале.

Будем обозначать температуру по шкале Кельвина буквой T.

При нормальном атмосферном давлении температура таяния льда по шкале Кельвина Т0 = 273°, температура же кипения воды Т = 373o. Всякая другая температура to стоградусной шкалы связана с абсолютной температурой Т соотношениями:

T = to + 273o; to = T – 273o

Вильям Томсон (Кельвин) (1824 – 1907) – выдающийся английский физик. Ему принадлежат важные открытия в области теории электричества и теплоты и изобретения, из которых наиболее значительным было усовершенствование телеграфной связи. Он ввёл в физику понятие об абсолютной температуре. Его именем названы градусы шкалы абсолютных температур – градусы Кельвина.

АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА — Методология — Большая книга физики

Необходимостью применения абсолютной температуры и, соответственно абсолютной шкалы, является неудобство применения для проведения экспериментов и решения задач, используемых в быту шкал Цельсия и Фаренгейта. Неудобство заключается в том, что когда температура опускается ниже точки замерзания воды, температуру приходится выражать отрицательным числом. Это приводит к путанице или необходимости уточнений и внесения корректировок в формулы при вычислениях.

Понятие абсолютной температуры было введено У. Томсоном (Кельвином), всвязи с чем, шкалу абсолютной температуры называют шкалой Кельвина или термодинамической температурной шкалой. Единица абсолютной температуры — Кельвин (К). Абсолютный ноль определён как 0 K, что равно −273.15 °C. С другой стороны, 273.15  К соответствует 0 °C.

Уильям Томсон лорд Кельвин

26 июня 1824 г – 17 декабря 1907 г

Исходя из этого соответствия, цена одного деления по шкале Кельвина равна цене деления шкалы Цельсия. Поэтому, несмотря на отличие температур состояний тела по шкале Цельсия и по шкале Кельвина, разность температур в этих шкалах одинакова.

     

Абсолютный ноль, является наиболее низкой возможной температурой, при которой прекращается тепловое движение молекул и атомов.  Однако при абсолютном нуле частицы, входящие в состав атомов, могут совершать так называемые нулевые колебания. Но энергию этих частиц нельзя передать непосредственно при контакте тел.

Для идеального газа средняя кинетическая энергия движения молекул пропорциональна температуре:  

Е = 3/2 kT .

При температуре  Т=0  средняя кинетическая энергия молекул Е также будет равна нулю.  Что в принципе невозможно. Откуда следует недостижимость абсолютного нуля. И не только для идеального газа (при такой температуре реальные газы могут находиться только в жидком или твёрдом состоянии), но и при любом состоянии вещества.

Справедливость этого утверждения доказывает тот факт, что температуры  −273 °C и ниже просто не зафиксированы. Практически достигнуты температуры отличающиеся от абсолютного нуля на порядок 10-6 К. Есть сведения, что в Ланкастерском университете (Англия) была достигнута температура, превышающая абсолютный ноль всего лишь на 2,8 · 10-10 К. Но тем не менее порог ещё не преодолён. При температуре близкой к абсолютному нулю существенно изменяются свойства многих тел. Некоторые упругие материалы  становятся хрупкими, а некоторые металлы становятся сверхпроводящими.

Что будет, если состояние вещества при такой температуре будет всё-таки достигнуто? То же, что и всегда: возникнет необходимость пересмотреть теорию на основе новых экспериментальных фактов. Но это только, если

 

План-конспект урока по физике. 10-й класс. Тема урока «Абсолютная шкала температур»

Цели урока:

Общеобразовательная:

  • знать понятие о термодинамических параметрах;
  • иметь представление о температурных шкалах и возможностях перевода их числовых значений;
  • понимать необходимость введения абсолютной шкалы температур;

Развивающая:

  • формировать понятие о температуре, как величине, отражающей состояние термодинамического равновесия макроскопической системы;
  • формировать целостное восприятие окружающего мира.

Воспитательная:

  • формировать познавательный интерес обучающихся через исторические и современные сведения об измерении температуры;
  • формировать креативное мышление при описании окружающей действительности различными субъектами измеряемой среды.

Тип урока: Изучение нового материала.

Оборудование:

  • термометры: жидкостные (ртутный, глицериновый, спиртовой),
  • термисторы,
  • газовые термометры,
  • мультимедийный проектор,
  • экран,
  • рычажные весы,
  • жетоны,
  • системный раздаточный материал.

Презентация.

Структура урока

содержание метод обучения* время
1 Первичное введение материала с учётом закономерностей процесса познания обучающихся информационно-рецептивный 5
2 Указания обучающимся на запоминаемый материал проблемное изложение изучаемого материала 5
3 Мотивация запоминания и длительного сохранения в памяти проблемное изложение изучаемого материала 3
4 Актуализация техники запоминания объяснительно-иллюстративный 10
5 Первичное закрепление под руководством учителя репродуктивный 3
6 Контроль результатов первичного запоминания репродуктивный 5
7 Систематизирующее повторение в сочетании с различными требованиями к воспроизведению с дифференцированными заданиями исследовательский метод 10
8 Применение полученных знаний для приобретения новых информационно-рецептивный 2
9 Рефлексия самоанализ 2

* методы обучения соответствуют классификации И. Я. Лернера и М.Н. Скаткина

Ход урока

1 Первичное введение материала с учётом закономерностей процесса познания обучающихся информационно-рецептивный 5

Запись на доске (эпиграф к уроку):

«Наибольшая или последняя степень холода». (М.В. Ломоносов)

Организационный момент:

Учитель:

  • Что хотел сказать этими словами великий ученый?
  • Знаете ли Вы такую науку «термометрия?»

— Что такое термометр, мы знаем с малых лет. А известно ли вам, что термометрия — наука об измерении температуры — составляет целый раздел физики и уходит корнями в глубь тысячелетий?

Изобретению термометра предшествовало создание термоскопа — прибора, который отмечал изменение температуры (см. рисунок). При потеплении воздух внутри шара расширялся и вытеснял воду из шара в трубку. По изменению уровня воды и судили об изменении температуры. В XVII веке термоскопы стали изготавливать в виде герметично запаянной трубки, заполненной ртутью или спиртом. С этого момента показания термоскопов перестали зависеть от атмосферного давления. Опыты с ними стали всеобщим увлечением, ими даже украшали комнаты. Но, чтобы термоскоп стал термометром, нужно было научиться выражать его показания в виде числа, то есть изобрести шкалу. Как же это сделать? Разные ученые поступали по-разному.

Известно, что соль, смешанная со льдом, разъедает его, частично превращая в воду. При этом смесь сильно охлаждается. Исследуя это явление, американец Д. Фаренгейт обнаружил, что температура их смеси не зависит ни от количества льда, ни от количества соли, ни от температуры в лаборатории. Температуру этой смеси он и принял за 0 °F (читается: ноль градусов по Фаренгейту). Француз Р. Реомюр предложил в качестве нуля градусов принять температуру замерзания воды. Температуру кипения воды он принял за 80 °R (читается: восемьдесят градусов по Реомюру).

Проверку шкалы Реомюра выполнял шведский ученый А. Цельсий. Он, в частности, писал: «Эти опыты я повторял два года, во все зимние месяцы, при различной погоде и разнообразных изменениях состояния барометра и всегда находил точно такую же точку на термометре. Я помещал термометр не только в тающий лед, но также при сильных холодах приносил снег в мою комнату на огонь до тех пор, пока он не начинал таять. Я помещал также котел с тающим снегом вместе с термометром в топящуюся печь и всегда находил, что термометр показывал одну и ту же точку, если только снег лежал плотно вокруг шарика термометра».

Тщательно проверив постоянство температуры таяния льда, Цельсий принялся за исследование температуры кипения воды. Он, в частности, обнаружил, что она зависит от наличия примесей и внешнего давления. В горах, например, где атмосферное давление низкое, вода закипает при меньшей температуре.

Усилиями А. Цельсия и другого шведского ученого, К. Линнея, была создана шкала, которой мы пользуемся и сегодня. В ней имеются две постоянные точки: 0 °С — температура сосуществования воды и льда, 100 °С — температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Расстояние между этими так называемыми реперными точками шкалы, поделенное на 100 равных частей, называется градусом температурной шкалы Цельсия (лат. «градус» — шаг, ступень).

Таким образом, ученые XVIII века называли температурой то, что показывали их термометры. Поэтому в разных странах были приняты различные температурные шкалы. Единство измерений температуры стало возможным лишь век спустя, благодаря усилиям англичанина У. Томсона. Он вошел в историю физики тем, что ввел абсолютную шкалу температуры.

2 Указания обучающимся на запоминаемый материал проблемное изложение изучаемого материала 5

На доске представлен слайд-схема:

Учитель комментирует данную схему.

Цель данной схемы заключается в том, чтобы указать (повторить) обучающимся на понятия, которые изучались ранее, то, о чем узнали сегодня, и то, что будет изучено более подробно, т.е. «абсолютная шкала температур». Кроме того, данная схема указывает место в информационном представлении «нового» понятия в структуре изучения данного раздела.

3 Мотивация запоминания и длительного сохранения в памяти проблемное изложение изучаемого материала 3

Цель данного этапа: объяснить обучающимся назначение изучения абсолютной шкалы температур.

Учитель приводит пример задачи:

Известна температура некоего тела t = -27оС. Надо рассчитать давление по формуле: p = nkt.

Каков будет знак результата? Почему? Может ли такое быть?

Т.к. значение давления — величина положительная, воспользуемся шкалой, в которой нет «отрицательных» температур. Такую шкалу ввел Кельвин (У. Томсон).

4 Актуализация техники запоминания объяснительно-иллюстративный 10

Учитель объясняет содержание новой темы, а обучающиеся выполняют конспект по ходу изложения материала:

Измеряемая по шкале Цельсия температура может быть как положительной, так и отрицательной, в то время как абсолютная температура всегда неотрицательна. Наименьшая температура по абсолютной шкале — это абсолютный нуль. При такой температуре P=0, что согласно МКТ возможно, если средняя кинетическая энергия молекулы равна нулю.

Таким образом, при абсолютном нуле температуры прекращается тепловое движение частиц вещества. Ниже этой температуры быть уже не может. Эта температура приблизительно равна — 273oС.

Единица абсолютной температуры называется кельвином [K].

Универсальность введения абсолютной шкалы ещё и в том, что цена деления шкалы совпадает со шкалой Цельсия:

1 К = 1oС

На рисунке указано соответствие двух температурных шкал.

Опытным путем было установлено, что при постоянном объеме и температуре давление газа прямо пропорционально его концентрации. Объединяя экспериментально полученные зависимости давления от температуры и концентрации, получаем уравнение:

р = nkT,

где — k коэффициент пропорциональности - постоянная Больцмана.

Постоянная Больцмана связывает температуру со средней кинетической энергией движения молекул в веществе. Это одна из наиболее важных постоянных в МКТ. Температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества. Следовательно, температуру можно назвать мерой средней кинетической энергии частиц, характеризующей интенсивность теплового движения молекул. Этот вывод хорошо согласуется с экспериментальными данными, показывающими увеличение скорости частиц вещества с ростом температуры.

Рассуждения, которые мы проводили для выяснения физической сущности температуры, относятся к идеальному газу. Однако выводы, полученные нами, справедливы не только для идеального, но и для реальных газов. Справедливы они и для жидкостей и твердых тел. В любом состоянии температура вещества характеризует интенсивность теплового движения его частиц.

 

5 Первичное закрепление под руководством учителя репродуктивный 3

Учитель проводит устный экспресс-опрос:

  1. Самая низкая температура в природе, указанная Ломоносовым? (-2730С)
  2. Чему равна средняя температура человека, выраженная в Кельвинах? (309,6К)
  3. Чему равна скорость движения молекул при абсолютном нуле? (0 м/с)
6 Контроль результатов первичного запоминания репродуктивный 5

Каждому обучающемуся предлагается раздаточный материал в виде теста:

Вариант 1

вопрос   варианты ответа
1 Абсолютную температурную шкалу создал ученый А Паскаль
Б Цельсий
В Кельвин
Г Фаренгейт
2 50К по абсолютной шкале соответствует значению температуры по шкале Цельсия А 500С
Б -500С
В 2230С
Г -2230С
3 Значение постоянной Больцмана А 1,38*10-23Дж/К
Б 6,02*1023моль-1
В 8,31 Дж/(моль*К)
Г 1,6*10-19кг
4 273,15К соответствует состоянию А замерзание водорода
Б кипение воды
В таяние льда
Г пламя горящей свечи
5 Мера средней кинетической энергии движения молекул — это :. А абсолютная температура
Б давление
В объем тела
Г масса тела

Вариант 2

вопрос   варианты ответа
1 Шкала, в которой нет отрицательных значений температуры, называется А правильной шкалой
Б положительной шкалой
В абсолютной шкалой
Г нормальной шкалой
2 150К по абсолютной шкале соответствует значению температуры по шкале Цельсия А 4230С
Б -4230С
В 1230С
Г -1230С
3 Значение 1,38*10-23Дж/К является постоянной А Больцмана
Б Кельвина
В Авогадро
Г Цельсия
4 373,15К соответствует состоянию А замерзание водорода
Б таяние льда
В кипение воды
Г пламя горящей свечи
5 Единица измерения температуры по абсолютной шкале А К
Б F
В C
Г T

После ответа обучающиеся обмениваются заданиями и выполняют взаимопроверку.

Для затрудняющихся учеников учителем выдается «подсказка»: варианты ответов в обоих вариантах совпадают.

7 Систематизирующее повторение в сочетании с различными требованиями к воспроизведению с дифференцированными заданиями исследовательский метод 10

Каждому обучающемуся предлагается решить самостоятельно задачи из предложенного набора задач по нарастающему уровню сложности. Вместе с задачами выдается справочник с необходимыми данными. Причём задача №9 дана с решением для тех, у кого решение задач по данной теме вызывает затруднения.

Обучающийся, решивший 3 и более задач верно, поощряется оценкой «5».

Учитель озвучивает правильные ответы задач для того, чтобы обучающиеся смогли оценить правильность своего решения.

8 Применение полученных знаний для приобретения новых информационно-рецептивный 2

Учитель мотивирует обучающихся на дальнейшее изучение тем, связанных с полученными за урок знаниями:

Абсолютная температура необходима при изучении свойств состояния идеального газа, зависимостей давления и объема от температуры.

Домашнее задание:

Параграф 68 (Мякишев 10 кл), вопросы с.184, решить задачи: упр.12 № 1, 4

По желанию: доклад о вкладе ученых в развитии физики: (Цельсий, Кельвин, Больцман)

9 Рефлексия самоанализ 2

Учитель, подводя итог урока, выявляет уровень усвоения данной темы.

Для этого предлагается при выходе из кабинета на рычажные весы положить на левую чашу жетон, если данная тема понятна, и на правую, если данная тема вызывает затруднения.

Презентация.

Температура и способы ее измерения. Абсолютная шкала температур

Средняя школа №20 имени Турара Рыскулова

Открытый урок по физике

Температура и способы ее измерения. Абсолютная шкала температур

10 класс

Учитель физики: Фартуна Елена Эдуардовна

2015-2016 учебный год

Поурочной план по физике в _____ классе

Дата проведения урока _______________________

Урок №

Тема урока: Температура и способы ее измерения. Абсолютная шкала температур

Цели урока:

Общеобразовательная:

  • знать понятие о термодинамических параметрах;

  • иметь представление о температурных шкалах и возможностях перевода их числовых значений;

  • понимать необходимость введения абсолютной шкалы температур;

Развивающая:

  • формировать понятие о температуре, как величине, отражающей состояние термодинамического равновесия макроскопической системы;

  • формировать целостное восприятие окружающего мира.

Воспитательная:

  • формировать познавательный интерес обучающихся через исторические и современные сведения об измерении температуры;

  • формировать креативное мышление при описании окружающей действительности различными субъектами измеряемой среды.

Тип урока: Изучение нового материала.

Оборудование:

термометры: жидкостные (ртутный, глицериновый, спиртовой), мультимедийный проектор, экран,

рычажные весы, жетоны, системный раздаточный материал.

Презентация.

Структура урока

содержание

метод обучения

время

1

Первичное введение материала с учётом закономерностей процесса познания обучающихся

информационно-рецептивный

5

2

Указания обучающимся на запоминаемый материал

проблемное изложение изучаемого материала

5

3

Мотивация запоминания и длительного сохранения в памяти

проблемное изложение изучаемого материала

3

4

Актуализация техники запоминания

объяснительно-иллюстративный

10

5

Первичное закрепление под руководством учителя

репродуктивный

3

6

Контроль результатов первичного запоминания

репродуктивный

5

7

Систематизирующее повторение в сочетании с различными требованиями к воспроизведению с дифференцированными заданиями

исследовательский метод

10

8

Применение полученных знаний для приобретения новых

информационно-рецептивный

2

9

Рефлексия

самоанализ

2

Ход урока

I. Организационный момент: приветствие, проверить готовность кабинета и учащихся к уроку, отметить отсутствующих.

II. Первичное введение материала с учётом закономерностей процесса познания обучающихся информационно-рецептивный

Запись на доске (эпиграф к уроку): «Наибольшая или последняя степень холода». (М.В. Ломоносов)

Учитель:

— Что такое термометр, мы знаем с малых лет. А известно ли вам, что термометрия — наука об измерении температуры — составляет целый раздел физики и уходит корнями в глубь тысячелетий?

Изобретению термометра предшествовало создание термоскопа — прибора, который отмечал изменение температуры (см. рисунок). При потеплении воздух внутри шара расширялся и вытеснял воду из шара в трубку. По изменению уровня воды и судили об изменении температуры. В XVII веке термоскопы стали изготавливать в виде герметично запаянной трубки, заполненной ртутью или спиртом. С этого момента показания термоскопов перестали зависеть от атмосферного давления. Опыты с ними стали всеобщим увлечением, ими даже украшали комнаты. Но, чтобы термоскоп стал термометром, нужно было научиться выражать его показания в виде числа, то есть изобрести шкалу. Как же это сделать? Разные ученые поступали по-разному.

Известно, что соль, смешанная со льдом, разъедает его, частично превращая в воду. При этом смесь сильно охлаждается. Исследуя это явление, американец Д. Фаренгейт обнаружил, что температура их смеси не зависит ни от количества льда, ни от количества соли, ни от температуры в лаборатории. Температуру этой смеси он и принял за 0 °F (читается: ноль градусов по Фаренгейту). Француз Р. Реомюр предложил в качестве нуля градусов принять температуру замерзания воды. Температуру кипения воды он принял за 80 °R (читается: восемьдесят градусов по Реомюру).

Проверку шкалы Реомюра выполнял шведский ученый А. Цельсий. Он, в частности, писал: «Эти опыты я повторял два года, во все зимние месяцы, при различной погоде и разнообразных изменениях состояния барометра и всегда находил точно такую же точку на термометре. Я помещал термометр не только в тающий лед, но также при сильных холодах приносил снег в мою комнату на огонь до тех пор, пока он не начинал таять. Я помещал также котел с тающим снегом вместе с термометром в топящуюся печь и всегда находил, что термометр показывал одну и ту же точку, если только снег лежал плотно вокруг шарика термометра».

Тщательно проверив постоянство температуры таяния льда, Цельсий принялся за исследование температуры кипения воды. Он, в частности, обнаружил, что она зависит от наличия примесей и внешнего давления. В горах, например, где атмосферное давление низкое, вода закипает при меньшей температуре.

Усилиями А. Цельсия и другого шведского ученого, К. Линнея, была создана шкала, которой мы пользуемся и сегодня. В ней имеются две постоянные точки: 0 °С — температура сосуществования воды и льда, 100 °С — температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Расстояние между этими так называемыми реперными точками шкалы, поделенное на 100 равных частей, называется градусом температурной шкалы Цельсия (лат. «градус» — шаг, ступень).

Таким образом, ученые XVIII века называли температурой то, что показывали их термометры. Поэтому в разных странах были приняты различные температурные шкалы. Единство измерений температуры стало возможным лишь век спустя, благодаря усилиям англичанина У. Томсона. Он вошел в историю физики тем, что ввел абсолютную шкалу температуры.

III. Указания обучающимся на запоминаемый материал

На доске представлены слайд-схемы:

Учитель комментирует данные схемы.


Цель данных схем заключается в том, чтобы указать (повторить) обучающимся на понятия, которые изучались ранее, то, о чем узнали сегодня, и то, что будет изучено более подробно, т.е. «абсолютная шкала температур». Кроме того, данная схема указывает место в информационном представлении «нового» понятия в структуре изучения данного раздела.

IV. Мотивация запоминания и длительного сохранения в памяти

Цель данного этапа: объяснить обучающимся назначение изучения абсолютной шкалы температур.

Учитель приводит пример задачи:

Известна температура некоего тела t = -27оС. Надо рассчитать давление по формуле: p = nkt.

Каков будет знак результата? Почему? Может ли такое быть?

Т.к. значение давления — величина положительная, воспользуемся шкалой, в которой нет «отрицательных» температур. Такую шкалу ввел Кельвин (У. Томсон).

V. Актуализация техники запоминания

Учитель объясняет содержание новой темы, а обучающиеся выполняют конспект по ходу изложения материала:

Измеряемая по шкале Цельсия температура может быть как положительной, так и отрицательной, в то время как абсолютная температура всегда неотрицательна. Наименьшая температура по абсолютной шкале — это абсолютный нуль. При такой температуре P=0, что согласно МКТ возможно, если средняя кинетическая энергия молекулы равна нулю.

Таким образом, при абсолютном нуле температуры прекращается тепловое движение частиц вещества. Ниже этой температуры быть уже не может. Эта температура приблизительно равна — 273oС.

Единица абсолютной температуры называется кельвином [K].

Универсальность введения абсолютной шкалы ещё и в том, что цена деления шкалы совпадает со шкалой Цельсия:

1 К = 1oС

На рисунке указано соответствие двух температурных шкал.

Опытным путем было установлено, что при постоянном объеме и температуре давление газа прямо пропорционально его концентрации. Объединяя экспериментально полученные зависимости давления от температуры и концентрации, получаем уравнение: р = nkT,

где — k коэффициент пропорциональности — постоянная Больцмана.

Постоянная Больцмана связывает температуру со средней кинетической энергией движения молекул в веществе. Это одна из наиболее важных постоянных в МКТ. Температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества. Следовательно, температуру можно назвать мерой средней кинетической энергии частиц, характеризующей интенсивность теплового движения молекул. Этот вывод хорошо согласуется с экспериментальными данными, показывающими увеличение скорости частиц вещества с ростом температуры.

Рассуждения, которые мы проводили для выяснения физической сущности температуры, относятся к идеальному газу. Однако выводы, полученные нами, справедливы не только для идеального, но и для реальных газов. Справедливы они и для жидкостей и твердых тел. В любом состоянии температура вещества характеризует интенсивность теплового движения его частиц.

VI. Первичное закрепление под руководством учителя

Учитель проводит устный экспресс-опрос:

  • Самая низкая температура в природе, указанная Ломоносовым? (-2730С)

  • Чему равна средняя температура человека, выраженная в Кельвинах? (309,6К)

  • Чему равна скорость движения молекул при абсолютном нуле? (0 м/с)

VII. Контроль результатов первичного запоминания

Каждому обучающемуся предлагается раздаточный материал в виде теста:

Вариант 1

вопрос

варианты ответа

1

Абсолютную температурную шкалу создал ученый

А

Паскаль

Б

Цельсий

В

Кельвин

Г

Фаренгейт

2

50К по абсолютной шкале соответствует значению температуры по шкале Цельсия

А

50 0С

Б

-50 0С

В

223 0С

Г

-223 0С

3

Значение постоянной Больцмана

А

1,38*10-23 Дж/К

Б

6,02*1023моль-1

В

8,31 Дж/(моль*К)

Г

1,6*10-19 кг

4

273,15 К соответствует состоянию

А

замерзание водорода

Б

кипение воды

В

таяние льда

Г

пламя горящей свечи

5

Мера средней кинетической энергии движения молекул — это :.

А

абсолютная температура

Б

давление

В

объем тела

Г

масса тела

Вариант 2

вопрос

варианты ответа

1

Шкала, в которой нет отрицательных значений температуры, называется

А

правильной шкалой

Б

положительной шкалой

В

абсолютной шкалой

Г

нормальной шкалой

2

150 К по абсолютной шкале соответствует значению температуры по шкале Цельсия

А

423 0С

Б

-423 0С

В

123 0С

Г

-123 0С

3

Значение 1,38*10-23 Дж/К является постоянной

А

Больцмана

Б

Кельвина

В

Авогадро

Г

Цельсия

4

373,15 К соответствует состоянию

А

замерзание водорода

Б

таяние льда

В

кипение воды

Г

пламя горящей свечи

5

Единица измерения температуры по абсолютной шкале

А

К

Б

F

В

C

Г

T

После ответа обучающиеся обмениваются заданиями и выполняют взаимопроверку.

Для затрудняющихся учеников учителем выдается «подсказка»: варианты ответов в обоих вариантах совпадают.

VIII. Систематизирующее повторение в сочетании с различными требованиями к воспроизведению с дифференцированными заданиями

Каждому обучающемуся предлагается решить самостоятельно задачи из предложенного набора задач по нарастающему уровню сложности. Вместе с задачами выдается справочник с необходимыми данными. Причём задача №9 дана с решением для тех, у кого решение задач по данной теме вызывает затруднения.

Обучающийся, решивший 3 и более задач верно, поощряется оценкой «5».


Учитель озвучивает правильные ответы задач для того, чтобы обучающиеся смогли оценить правильность своего решения.

IX. Применение полученных знаний для приобретения новых

Учитель мотивирует обучающихся на дальнейшее изучение тем, связанных с полученными за урок знаниями:

Абсолютная температура необходима при изучении свойств состояния идеального газа, зависимостей давления и объема от температуры.

X. Домашнее задание:

Параграф 4.4 (Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Койшыбаев, 10 кл), вопросы с.95, ответить письменно на вопросы: 11, 12.

По желанию: доклад о вкладе ученых в развитии физики: (Цельсий, Кельвин, Больцман)

XI. Рефлексия

Учитель, подводя итог урока, выявляет уровень усвоения данной темы.

Для этого предлагается при выходе из кабинета на рычажные весы положить на левую чашу жетон, если данная тема понятна, и на правую, если данная тема вызывает затруднения.

Презентация.

Что такое абсолютная шкала?

Температура — это измерение энергии, причем более высокие температуры указывают на большее движение молекул или кинетическую энергию. Общие шкалы включают шкалы Фаренгейта и Цельсия, каждая из которых имеет известное число градусов или приращений между точками замерзания и кипения воды. Абсолютная шкала не использует ту же контрольную точку, но основана на нуле в качестве теоретического значения, когда молекулы не имеют кинетической энергии. Некоторые ученые считают, что абсолютный ноль никогда не может быть достигнут, потому что в качестве расчетного значения нет способа его измерить.

Британский физик Уильям Томсон, или лорд Кельвин, создал абсолютную шкалу в 1840-х годах. По его шкале Цельсия вода замерзает при температуре 0 ° C и кипит при 100 ° C. Кельвин подсчитал, что абсолютный предел низкой температуры составляет примерно -273 ° C, назвав это нулевой точкой его шкалы. Его шкала использовала те же приращения температуры, что и шкала Цельсия, и была названа шкалой Кельвина в его честь.

В 1850-х годах Уильям Ранкин предложил абсолютную шкалу, основанную на градусах Фаренгейта, а не по Цельсию. По этой шкале вода замерзает при температуре 32 ° F и кипит при 212 ° F. Он основал свою шкалу на той же теоретической нулевой точке, что и Кельвин, которая составляет примерно -459 ° F, и это известно как шкала Ранкина.

Абсолютная шкала температуры определяет движение молекул, а не измерение тепловой энергии. Поскольку энергия в газе увеличивается или уменьшается, давление будет изменяться для газов, хранящихся в герметичном контейнере. Определение свойств газов включает измерения температур и давлений в сравнении с известными стандартными значениями, с абсолютным нулем в качестве эталона. Эти свойства могут быть важны для анализа газовых смесей или свойств газов или других материалов при криогенных или чрезвычайно низких температурах.

Еще одним свойством материалов является их тройная точка. Это температура и давление, при которых материал может существовать во всех трех фазах; твердое тело, газ и жидкость. Примером тройной точки является вода, которая имеет тройную точку при 273 ° К, что соответствует ее нормальной точке замерзания 32 ° F или 0 ° С. Это объясняет, как мороз может образовываться в холодные ночи, потому что молекулы воды при определенных условиях могут переходить непосредственно из газового состояния в твердое или наоборот.

Процесс перехода из твердого вещества непосредственно в газ называется сублимацией. Кубики льда, которые медленно исчезают в морозильной камере, сублимируют воду непосредственно в пары из твердого льда. Другим распространенным химическим веществом, которое возвышается, является сухой лед или замороженная двуокись углерода, которая превращается непосредственно из твердого вещества в газ без таяния. Это свойство может быть полезно для низкотемпературных промышленных процессов или охлаждения, где жидкости могут создавать проблемы при обращении.

Многие вещества имеют очень низкие температуры в трех точках, что делает абсолютную шкалу важной для их измерения. Разделение газов для промышленных целей требует очень низких температур, часто измеряемых в абсолютных величинах. Такие газы, как гелий, имеют тройную точку, очень близкую к абсолютному нулю, что делает его полезным в качестве эталона для других газов.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Центр поддержки | Ресурсы для клиентов

База знаний Kepware: Решение


Температурные шкалы и формулы преобразования для производных тегов


Последнее обновление: 12.11.2018

Шкала Кельвина
Кельвин (K) — это единица измерения температуры и одна из семи основных единиц СИ.Это термодинамическая (абсолютная) шкала температур, где абсолютный ноль (теоретическое отсутствие всей тепловой энергии) равен нулю (0 K).


Шкала Цельсия

Цельсия (C) — это шкала температуры, названная в честь астронома Андерса Цельсия (1701-1744), который разработал аналогичную шкалу температуры за два года до своей смерти. Он также известен как стоградусный. Градус Цельсия может относиться к определенной температуре по шкале Цельсия, а также может служить приращением единицы измерения для обозначения температурного интервала (который представляет собой разницу между двумя температурами или неопределенность).


Шкала Фаренгейта

Фаренгейта (F) — шкала температур, названная в честь физика Даниэля Габриэля Фаренгейта (1686-1736), который предложил ее в 1724 году.


Шкала Ренкина

Шкала Ренкина (R или Ra, чтобы отличить ее от шкал Rmer и R aumur) — это температурная шкала, названная в честь физика Уильяма Джона Маккорна Ренкина (1820-1872), который предложил ее в 1859 году. шкала аналогична шкале Кельвина в том смысле, что ноль — это абсолютный ноль; однако градус Ренкина определяется как один градус Фаренгейта, а не один градус Цельсия (как используется шкалой Кельвина).Температура -459,67 F равна 0 R.

.
Кельвин Цельсий Фаренгейт Ренкин
Абсолютный ноль (по определению) 0 K -273,15 C -459,67 F 0 R
Точка замерзания воды [1] 273,15 K 0 C 32 F 491,67 R
Тройная точка воды [по определению] 273.16 K 0,01 C 32,018 F 491,688 R
Температура кипения воды 373,1339 K 99,9839 C 211,9710 F 671,641 R


9000 Формулы преобразования8

  • Цельсия от Кельвина: [ C ] = [ К ] — 273,15
  • Кельвина от Цельсия: [ K ] = [ C ] + 273,15
  • Фаренгейта Фаренгейта [ F ] = [ K ] 9/5 — 459.67
  • Кельвина по Фаренгейту: [ K ] = ([ F ] + 459,67) 5/9
  • Фаренгейта по Цельсию: [ F ] = [ C ] 9/5 + 32
  • Цельсия по Фаренгейту: [ C ] = ([ F ] — 32) 5/9
  • Ренкина по Кельвину: [ R ] = [ K ] 9/5
  • Кельвин от Ранкина: [ K ] = [ R ] 5/9

Расчет охлаждения ветром
Холодный ветер = 35.0,16)

  • T — температура воздуха в градусах Фаренгейта (F)
  • V — скорость ветра в милях в час (MPH)

© 2021 г. PTC Inc. Все права защищены.

© 2021 г. PTC Inc. Все права защищены.

Термометры и температурные весы — Университетская физика, том 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите несколько различных типов термометров
  • Преобразование температур между шкалами Цельсия, Фаренгейта и Кельвина

Любое физическое свойство, которое постоянно и воспроизводимо зависит от температуры, может быть использовано в качестве основы для термометра.Например, для большинства веществ объем увеличивается с повышением температуры. Это свойство лежит в основе обычных спиртовых термометров и оригинальных ртутных термометров. Другие свойства, используемые для измерения температуры, включают электрическое сопротивление, цвет и излучение инфракрасного излучения ((Рисунок)).

Поскольку многие физические свойства зависят от температуры, разнообразие термометров примечательно. (а) В термометрах этого распространенного типа спирт, содержащий красный краситель, расширяется быстрее, чем окружающее его стекло.Когда температура термометра увеличивается, жидкость из груши выталкивается в узкую трубку, вызывая большое изменение длины столбика при небольшом изменении температуры. (b) Каждый из шести квадратов на этом пластиковом (жидкокристаллическом) термометре содержит пленку из различного термочувствительного жидкокристаллического материала. Ниже все шесть квадратов черные. Когда пластиковый термометр подвергается воздействию температуры, первый квадрат жидкого кристалла меняет цвет. Когда температура достигает значения выше, второй жидкокристаллический квадрат также меняет цвет и так далее.(c) Пожарный использует пирометр для проверки температуры системы вентиляции авианосца. Пирометр измеряет инфракрасное излучение (излучение которого зависит от температуры) от вентиляционного отверстия и быстро считывает температуру. Инфракрасные термометры также часто используются для измерения температуры тела, осторожно помещая их в слуховой проход. Такие термометры более точны, чем спиртовые термометры, помещенные под язык или в подмышку. (Фото b: модификация работы Тесс Уотсон; кредит c: модификация работы Ламеля Дж.Хинтон, ВМС США)

Термометры измеряют температуру в соответствии с четко определенными шкалами измерения. Три наиболее распространенных температурных шкалы — это градусы Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. Температурные шкалы создаются путем определения двух воспроизводимых температур. Обычно используются температуры замерзания и кипения воды при стандартном атмосферном давлении.

По шкале Цельсия точка замерзания воды равна, а точка кипения — Единица измерения температуры на этой шкале — градус Цельсия.Шкала Фаренгейта (по-прежнему наиболее часто используемая для обычных целей в Соединенных Штатах) имеет точку замерзания воды и точку кипения. Единицей измерения является градус Фаренгейта (). Вы можете видеть, что 100 градусов по Цельсию охватывают тот же диапазон, что и 180 градусов по Фаренгейту. Таким образом, разница температур в один градус по шкале Цельсия в 1,8 раза больше, чем разница в один градус по шкале Фаренгейта, или

.

Определение температуры в терминах движения молекул предполагает, что должна быть минимально возможная температура, при которой средняя кинетическая энергия молекул равна нулю (или минимуму, разрешенному квантовой механикой).Эксперименты подтверждают существование такой температуры, называемой абсолютным нулем. Абсолютная шкала температуры — это шкала, нулевая точка которой равна абсолютному нулю. Такие шкалы удобны в науке, потому что несколько физических величин, например объем идеального газа, напрямую связаны с абсолютной температурой.

Шкала Кельвина — это шкала абсолютных температур, которая обычно используется в науке. Единица измерения температуры в системе СИ — кельвин , которая обозначается аббревиатурой K (без знака градуса).Таким образом, 0 K является абсолютным нулем. Температура замерзания и кипения воды составляет 273,15 К и 373,15 К соответственно. Следовательно, разница температур одинакова в кельвинах и градусах Цельсия, или

.

Отношения между тремя общими температурными шкалами показаны на (Рисунок). Температуры на этих шкалах можно преобразовать с помощью уравнений на (Рисунок).

Показаны взаимосвязи между температурными шкалами Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. Также показаны относительные размеры чешуек.

Чтобы преобразовать градусы Фаренгейта в градусы Кельвина, на промежуточном этапе преобразуйте в градусы Цельсия.

Шкала Кельвина является частью системы единиц СИ, поэтому ее фактическое определение более сложное, чем приведенное выше. Во-первых, он определяется не в терминах точек замерзания и кипения воды, а в терминах тройной точки. Тройная точка — это уникальное сочетание температуры и давления, при котором лед, жидкая вода и водяной пар могут стабильно сосуществовать.Как будет обсуждаться в разделе о фазовых превращениях, сосуществование достигается за счет снижения давления и, следовательно, точки кипения для достижения точки замерзания. Температура тройной точки определяется как 273,16 К. Это определение имеет то преимущество, что, хотя температура замерзания и температура кипения воды зависят от давления, существует только одна температура тройной точки.

Во-вторых, даже при наличии двух точек на шкале разные термометры дают несколько разные результаты для других температур.Поэтому требуется стандартный градусник. Метрологи (специалисты в области измерений) выбрали для этой цели газовый термометр постоянного объема . Сосуд постоянного объема, заполненный газом, подвергается изменениям температуры, и измеренная температура пропорциональна изменению давления. Используя «TP» для представления тройной точки,

Результаты в некоторой степени зависят от выбора газа, но чем менее плотен газ в баллоне, тем лучше совпадают результаты для разных газов.Если результаты экстраполировать на нулевую плотность, результаты будут достаточно хорошо согласуются с нулевым давлением, соответствующим температуре абсолютного нуля.

Газовые термометры постоянного объема большие и медленно приходят в состояние равновесия, поэтому их в основном используют в качестве эталонов для калибровки других термометров.

Сводка

  • Термометры трех типов: спиртовые, жидкокристаллические и инфракрасные (пирометры).
  • Три основных температурных шкалы: Цельсия, Фаренгейта и Кельвина.Температуры можно преобразовать из одной шкалы в другую с помощью уравнений преобразования температуры.
  • Три фазы воды (лед, жидкая вода и водяной пар) могут сосуществовать при одном давлении и температуре, известных как тройная точка.

Концептуальные вопросы

Если позволить термометру прийти в равновесие с воздухом, а стакан воды не находится в равновесии с воздухом, что произойдет с показаниями термометра, когда он будет помещен в воду?

Приведите пример физического свойства, которое изменяется в зависимости от температуры, и опишите, как оно используется для измерения температуры.

Проблемы

Путешествуя за пределы США, вы чувствуете себя больным. Ваш компаньон дает вам градусник, который показывает, что ваша температура 39. На какой шкале он находится? Какая у вас температура по Фаренгейту? Следует ли вам обращаться за медицинской помощью?

Это должно быть по Цельсию. Ваша температура по Фаренгейту — Да, пора лечиться.

Каковы следующие температуры по шкале Кельвина?

(a) температура в помещении, иногда рекомендуемая для энергосбережения зимой

(b) одна из самых высоких атмосферных температур, когда-либо зарегистрированных на Земле (Долина Смерти, Калифорния, 1913 г.)

(в) температура поверхности Солнца

(a) Предположим, что в вашу местность дует холодный фронт и температура снизится на 40.0 градусов по Фаренгейту. На сколько градусов Цельсия понижается температура при понижении на? (b) Покажите, что любое изменение температуры в градусах Фаренгейта составляет девять пятых изменения в градусах Цельсия

.

В статье Associated Press об изменении климата говорится: «Часть шельфового ледника, вероятно, исчезла во времена, когда на планете было от 36 градусов по Фаренгейту (2 градуса Цельсия) до 37 градусов по Фаренгейту (3 градуса Цельсия) выше, чем сегодня». Какую ошибку допустил репортер?

(a) При какой температуре шкалы Фаренгейта и Цельсия имеют одинаковое числовое значение? (б) При какой температуре шкала Фаренгейта и Кельвина имеют одинаковое числовое значение?

а.; б. 575 К

Человек, измеряющий температуру в морозильной камере в градусах Цельсия, делает две ошибки: сначала пропускает отрицательный знак, а затем думает, что температура равна Фаренгейту. То есть человек читает как. Как ни странно, результат — правильная температура по Фаренгейту. Какое исходное значение по Цельсию? Округлите ответ до трех значащих цифр.

температурных шкал

температурных шкал

Четыре шкалы температуры

Наиболее часто используемой сегодня шкалой температур в США является шкала Фаренгейта, сокращенно F.В этой шкале вода замерзает при 32 градусах и закипает при 212 градусах. (Это строго соблюдается только тогда, когда атмосферное давление равно среднему давлению на уровне моря. На больших высотах вода закипает при более низкой температуре, что известно любому, кто готовит в горах.)

Другой распространенной шкалой является шкала Цельсия (также называемая Цельсием). В этой шкале вода замерзает при 0 градусах и закипает при 100 градусах.

Для преобразования между градусами Фаренгейта и Цельсия используйте следующую формулу:
Температура по Фаренгейту = (Температура Цельсия) x (9/5) + 32

Существуют также температурные шкалы, в которых ноль равен абсолютному нулю, минимально возможной температуре.(Люди приближались к абсолютному нулю, но так и не достигли его. Согласно теории, мы никогда не достигнем этого.) Абсолютный ноль находится при -273,15 по Цельсию или -459,67 по Фаренгейту.

Температурная шкала Кельвина использует тот же градус размера, что и градус Цельсия, но имеет нулевое значение, равное абсолютному нулю. Чтобы преобразовать градусы Цельсия в градусы Кельвина, добавьте 273,15 к показаниям по Цельсию.

Температурная шкала Ренкина использует тот же градус размера, что и градус Фаренгейта, но имеет нулевое значение, равное абсолютному нулю. Чтобы преобразовать градусы Фаренгейта в градусы Ренкина, добавьте 459.67 градусов по Фаренгейту.

Чтобы преобразовать градус Кельвина в градус Ренкина, умножьте температуру Кельвина на 9/5.

Вот один пример сравнения температур: 68 по Фаренгейту это то же самое, что 20 по Цельсию, 293,15 К и 527,67 по Ренкину. Для других сравнений см. Таблицу ниже.

по Цельсию
Фаренгейт по Цельсию Кельвин
212 100 373,15 закипания воды
32 0 273.15 вода замерзает
-40 -40 233,15 по Фаренгейту равно
-320,42 -195,79 77,36 жидкий азот кипит
-452,11 — 268,95 4,2 кипит жидкий гелий
-459,67 -273,15 0 абсолютный ноль

Наш преобразователь температуры JavaScript может предоставить вам другие сравнения температур.

Абсолютный ноль

Абсолютный ноль, согласно современной научной мысли, является самой низкой температурой, которая когда-либо могла быть. Фактически, он настолько низок, что мы никогда не сможем его достичь, хотя исследовательские группы достигли долей градуса. Итак, если мы никогда не сможем туда добраться, как мы узнаем, что это действительно так?

Первый ключ к существованию абсолютного нуля пришел из расширения и сжатия газов. Мы знаем, что горячий воздух поднимается вверх, а холодный — падает. При нагревании воздух поднимается вверх, потому что он расширяется, поэтому он менее плотный, чем более холодный воздух вокруг него.Он обладает буйностью, как кусок дерева в пруду, который плавает, потому что он менее плотный, чем вода. Когда охлаждается, воздух опускается вниз, потому что он сжимается, поэтому он более плотный, чем более теплый воздух вокруг него.

Предположим, мы взяли определенное количество воздуха и охладили его, насколько это возможно. Насколько он сократится? Когда ученые впервые начали изучать поведение нагретых и охлажденных газов, у них не было наших современных методов охлаждения. Они измерили, насколько могли, в температурном диапазоне, которого они могли достичь.Затем они нанесли свои данные на графики.

График зависимости объема от температуры для пробы газа представляет собой прямую линию. (Предполагается, что вы поддерживаете постоянное давление.) Чем ниже температура, тем меньше объем. Если вы продлите эту линию до достаточно низких температур, она в конечном итоге достигнет нулевого объема. Ученые заметили, что для всех газов температура, при которой, согласно графику, они достигнут нулевого объема, составляла около -273 по Цельсию (около -460 по Фаренгейту). Эта температура стала известна как абсолютный ноль, и сегодня она равна нулю для температурных шкал Кельвина и Ренкина.В настоящее время мы знаем, что газы не сжимаются до нулевого объема при охлаждении до абсолютного нуля, потому что они конденсируются в жидкости при более высоких температурах. Однако абсолютный ноль по сей день остается одним из основных понятий в криогенике.

Хотя ничто не может быть холоднее абсолютного нуля, есть несколько физических систем, которые могут иметь так называемые отрицательные абсолютные температуры. Как ни странно, такие системы горячее, чем некоторые с положительными температурами!


Обратные ссылки

Куратор: Марк О.Kimball
Официальное лицо НАСА: Эрик Силк
Последнее обновление: 11.09.2014

Температурные шкалы

Температурные шкалы Сегодня используются три шкалы температуры: по Фаренгейту, Цельсию и Кельвин.

Температурная шкала по Фаренгейту — это шкала, основанная на 32 для замораживания. точка воды и 212 для точки кипения воды, интервал между двумя делится на 180 частей.Немецкий физик Даниэль Габриэль Фаренгейт первоначально принял за ноль его шкала температуры равной ледяно-солевой смеси и выбрана значения 30 и 90 для точки замерзания воды и нормального температура тела соответственно; позже они были пересмотрены до 32 и 96, но окончательная шкала потребовала корректировки до 98,6 для последнего. ценить.

До 1970-х годов шкала температур по Фаренгейту в целом была обычное употребление в англоязычных странах; по Цельсию или по Цельсию, шкала использовалась в большинстве других стран и для научных целей по всему миру.Однако с тех пор большинство англоязычных страны официально приняли шкалу Цельсия. Преобразование формула для температуры, которая выражается по шкале Цельсия (C) в его представлении по Фаренгейту (F): F = 9 / 5C + 32.

Температурная шкала Цельсия, также называемая температурной шкалой Цельсия, — шкала, основанная на 0 для точки замерзания воды и 100 для температура кипения воды. Изобретен в 1742 году шведами. астронома Андерса Цельсия, его иногда называют стоградусным шкала из-за 100-градусного интервала между определенными точками.Следующая формула может использоваться для преобразования температуры из ее представление по шкале Фаренгейта (F) к значению Цельсия (C): С = 5/9 (Ж — 32). Шкала Цельсия обычно используется везде, где используется метрическая система. единиц приняты, и это используется в научной работе где угодно.

Температурная шкала Кельвина — основная единица термодинамической измерение температуры в Международной системе (SI) измерение. Он определяется как 1 / 273,16 тройной точки (равновесие между твердой, жидкой и газовой фазами) чистой воды.Кельвин (символ K без знака градуса []) также является основная единица шкалы Кельвина, абсолютная шкала температуры назван в честь британского физика Уильяма Томсона, барона Кельвина. Такой шкала имеет в качестве нулевой точки абсолютный ноль, теоретический температура, при которой молекулы вещества имеют наименьшее энергия. Многие физические законы и формулы можно выразить проще. при использовании абсолютной шкалы температур; соответственно, Кельвин шкала была принята в качестве международного стандарта для научных измерение температуры.Шкала Кельвина связана с Цельсием. шкала. Разница между температурами замерзания и кипения вода в каждой по 100 градусов, так что кельвин такой же величина как градус Цельсия.

Выдержка из Британской энциклопедии без разрешения.

Шкала Кельвина — абсолютная температура

Шкала Кельвина — абсолютная температура

Температурная шкала Кельвина была определена на основе шкалы Цельсия, но с начальной точкой на абсолютном нуле.

Температурная шкала Кельвина является базовой единицей измерения термодинамической температуры в Международной системе измерения (СИ). Шкала Кельвина была определена на основе шкалы Цельсия, но с начальной точкой абсолютного нуля . Температуры по шкале Кельвина на 273 градуса меньше, чем по шкале Цельсия. Кельвин определяется как часть 1⁄273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. По международному соглашению тройной точке воды присвоено значение 273.16 К (0,01 ° C; 32,02 ° F) и парциальное давление пара 611,66 паскалей (6,1166 мбар; 0,0060366 атм) . Другими словами, она определяется так, что тройная точка воды равна точно 273,16 К.

Обратите внимание, что единица измерения абсолютной шкалы — Кельвины, а не градусы Кельвина. Он был назван в честь лорда Кельвина, который внес большой вклад в развитие измерения температуры и термодинамики.

Шкала абсолютных температур , соответствующая шкале Цельсия, называется шкалой Кельвина (К), а абсолютная шкала, соответствующая шкале Фаренгейта, называется шкалой Ренкина (R).Нулевые точки на обеих абсолютных шкалах представляют одно и то же физическое состояние. Соотношения между абсолютной и относительной шкалами температуры показаны в следующих уравнениях.

Кельвина — Цельсия

K = ° C + 273,15

° C = K — 273,15

Ренкина — Фаренгейта

R = ° F + 460

R — 460

Абсолютный ноль

Такая шкала имеет нулевую точку .Самая низкая теоретическая температура называется абсолютным нулем , при которой тепловое движение атомов и молекул достигает своего минимума. Это состояние, при котором энтальпия и энтропия охлажденного идеального газа достигают минимального значения, принимаемого равным 0. Классически , это было бы состояние неподвижности , но квантовая неопределенность диктует, что частицы все еще обладают конечная энергия нулевой точки . Абсолютный ноль обозначается как 0 K по шкале Кельвина, −273.15 ° C, по шкале Цельсия и −459,67 ° F по шкале Фаренгейта.

Абсолютный ноль и третий закон термодинамики

Третий закон термодинамики гласит:

Энтропия системы приближается к постоянному значению, когда температура приближается к абсолютному нулю.
Основываясь на эмпирических данных, этот закон гласит, что энтропия чистого кристаллического вещества равна нулю при абсолютном нуле температуры, 0 К, и что невозможно с помощью какого-либо процесса, независимо от его идеализации, снизить температуру система к абсолютному нулю за конечное число шагов.Это позволяет нам определить нулевую точку для тепловой энергии тела.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Кельвин и шкала абсолютных температур

Учителя физики играют ключевую роль в формировании отношения и представлений будущих поколений о науке и технологиях, а также в обучении будущих поколений ученых. Таким образом, хорошее педагогическое образование является одним из ключевых направлений образовательной программы физического факультета. Эта диссертация является вкладом в научно-исследовательскую разработку высококачественного образования учителей физики, направленную на решение трех основных задач хорошего преподавания.Первая задача связана с организацией содержания знаний по физике. Вторая задача, связанная с первой, состоит в том, чтобы понять роль экспериментов и моделей в (пере) построении содержательных знаний по физике для целей обучения. Третья задача — предоставить учителям физики перед началом работы возможности и ресурсы для размышления или оценки своих знаний и опыта в области физического и физического образования. Эта диссертация демонстрирует, как можно решить эти проблемы, если объединить содержательные знания физики, соответствующие эпистемологические аспекты физики и педагогические знания преподавания и изучения физики.Теоретическая часть диссертации посвящена разработке двух дидактических реконструкций для целей подготовки учителей физики: дидактической реконструкции процессов (DRoP) и дидактической реконструкции структур (DRoS). Эта часть начинается с учета необходимых профессиональных компетенций учителей физики, педагогических аспектов преподавания и обучения, а также преимуществ графических способов представления знаний. Затем он переходит к концептуальному и философскому анализу физики, особенно к анализу экспериментов и роли моделей в построении знания.Этот анализ сжат в форме гносеологической реконструкции обоснования знания. Наконец, эти две части объединяются при разработке и производстве DRoP и DRoS. DRoP фиксирует формирование знаний о физических концепциях и законах в краткой и упрощенной форме, сохраняя при этом аутентичность процессов формирования концепций. DRoS используется для представления структурных знаний физики, связей между физическими концепциями, величинами и законами в различной степени.И DRoP, и DRoS представлены в графической форме с помощью блок-схем, состоящих из узлов и направленных связей, соединяющих узлы. В эмпирической части обсуждаются два тематических исследования, которые показывают, как три проблемы решаются с помощью DRoP и DRoS, и как оцениваются результаты обучения решениям, основанным на них. Подход исследования качественный; он направлен на углубленную оценку и понимание полезности дидактических реконструкций. Данные, которые были собраны на продвинутом курсе для будущих учителей физики в 2001–2006 гг., Состояли из блок-схем DRoP и DRoS, составленных студентами и во время собеседований со студентами.В первом тематическом исследовании обсуждается, как студенты-преподаватели использовали блок-схемы DRoP, чтобы понять процесс формирования знаний о законе электромагнитной индукции. Во втором тематическом исследовании обсуждается, как студенты-преподаватели научились понимать развитие физических величин, связанных с концепцией температуры, с помощью блок-схем DRoS. В обоих исследованиях внимание сосредоточено на использовании DRoP и DRoS для организации знаний и на роли экспериментов и моделей в этом процессе организации.Результаты показывают, что понимание студентов о производстве знаний по физике улучшилось, а их знания стали более организованными и связными. Показано, что блок-схемы и дидактические реконструкции, стоящие за ними, сыграли важную роль в достижении этих положительных результатов обучения. На основе представленных здесь результатов разработанные средства обучения были приняты в качестве стандартной части учебных решений, используемых в курсах подготовки учителей физики на факультете физики Хельсинкского университета.Fysiikan opettajilla on keskeinen rooli niin tulevien sukupolvien tiedettä ja teknologiaa koskevien käsitysten ja asenteiden muokkaamisessa kuin tulevien tieteilijöidenkin koulutuksessa. Siksi fysiikan opettajien koulutuksella on merkittävä rooli fysiikan laitosten opetusohjelmissa. Tämä väitöskirja käsittelee korkeatasoisen fysiikan opettajankoulutuksen tutkimusperustaista kehittämistä, jossa fysiikan sisältötieto, siihen liittyvät eptemologiset näkätuketukulatsupport.Väitöskirjan teoreettinen osa käsittelee kahden didaktisen rekonstruktion, Prosessien didaktisen rekonstruktion ja Rakenteiden didaktisen rekonstruktion, kehittämistä fysiikan opettajankoulutuksen tarpeisiin. Osassa käsitellään aluksi fysiikan opettajalta edellytettävän aineenhallinnan piirteitä, näkökulmia pedagogisia näkökulmia sekä graafisia tiedonesittämistapoja. Seuraavaksi fysiikkaa tarkastellaan käsitteellisestä ja tieteenfilosofisesta näkökulmasta keskittyen erityisesti kokeellisuuden ja mallien merkitykseen tiedon rakentamisessa.Lopuksi näiden osuuksien avulla muodostetaan edellä mainitut didaktiset rekonstruktiot. Prosessien didaktinen rekonstruktio esittää tiivistetysti fysiikan käsitteiden ja lakien muodostamisen. Rakenteiden didaktista rekonstruktiota käytetään esittämään ja hahmottamaan fysiikan käsitteellistä rakennetta, eli fysiikan käsitteiden, suureiden ja lakien välisiä yhteyksiä. Molemmat rekonstruktiot esitetään vuokaavioina. Väitöskirjan empiirisessä osassa käsitellään kahta tapaustutkimusta, joiden kautta tarkastellaan, millaisia ​​oppimistuloksia kehitetyillä didaktisilla rekonstruktioilla voidaan saavuttaa.Tutkimusote на kvalitatiivinen, koska tavoitteena на didaktisten rekonstruktioiden opetuskäytön hyötyjen syvällinen arviointi. Tutkimuksen aineisto kerättiin vuosina 2001 2006 fysiikan opettajiksi opiskeleville suunnatulta syventävältä kurssilta ja aineisto koostui opiskelijoiden vuokaavioista, raporteista ja haastatteluista. Ensimmäinen tapaustutkimus käsittelee sitä, miten opiskelijat ymmärtävät Faradayn Induktiolakiin liittyvän käsitteenmuodostusprosessin soveltamalla prosessien didaktista rekonstruktiota.Toinen tapaustutkimus käsittelee taas sitä, miten opiskelijat ymmärtävät fysiikan suureiden kehittymisen lämpötilan tapauksessa käyttäen rakenteiden didaktista rekonstruktiota. Tutkimusten tulokset osoittavat, että opiskelijoiden tieto jäsentyi ja он ymmärsivät paremmin miten fysiikan käsitteet muodostuvat. Didaktisilla rekonstruktioilla oli merkittävä rooli näiden oppimistulosten saavuttamisessa. Tutkimustulosten pohjalta didaktiset rekonstruktiot ovat nyt kiinteä osa fysiikan opettajankoulutuksen opetusmenetelmiä Helsingin yliopiston Fysiikan laitoksella.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.