Термодинамическая температура: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
DmitTrix (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
Akrigel (обсуждение | вклад) м оформление |
||
Строка 5:
Молекулярно-кинетическая теория, со своей стороны, связывает абсолютную температуру со средней кинетической энергией поступательного движения молекул идеального газа в условиях термодинамического равновесия:
: <math>\frac{1}{2} m\bar{v}^2 = \frac{3}{2}kT,</math>
где <math> m</math> ─ масса молекулы, <math> \bar{v} </math> ─ [[Распределение Максвелла|средняя квадратичная скорость поступательного движения молекул]], <math> T</math> ─ абсолютная температура, <math>k</math> ─ [[постоянная Больцмана]].
Строка 15:
1. Термодинамическая шкала температур принципиально может быть построена на основании теоремы Карно, которая утверждает, что коэффициент полезного действия идеального теплового двигателя не зависит от природы рабочего тела и конструкции двигателя, и зависит только от температур нагревателя и холодильника.
: <math>\eta=\frac{Q_1-Q_2} {Q_1}=\frac{T_1-T_2} {T_1},</math>
где <math>Q_1</math> — количество теплоты, полученной рабочим телом (идеальным газом) от нагревателя, <math>Q_2</math> — количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику, <math>T_1, T_2</math> — температуры нагревателя и холодильника, соответственно.
Строка 21:
Из приведённого выше уравнения следует соотношение:
: <math>\frac{ Q_{1} }{ Q_{2} } = \frac{ T_{1} }{ T_{2} }.</math>
Это соотношение может быть использовано для построения ''абсолютной термодинамической температуры''. Если один из изотермических процессов [[Цикл Карно|цикла Карно]] <math>Q_3</math> проводить при температуре тройной точки воды (реперная точка), установленной произвольно ─ <math>T_3=273{,}16\,K,</math> то любая другая температура будет определяться по формуле <math>T=273{,}16 \frac{Q}{ Q_{3} }</math>.{{sfn|''Різак В., Різак І., Рудавський Е.'' Кріогенна фізика і техніка|2006| с=17—18}} Установленная таким образом температурная шкала называется ''термодинамической шкалой Кельвина''. К сожалению, точность измерения количества теплоты невысока, что не позволяет реализовать вышеописанный способ на практике.
Строка 27:
2. Абсолютная температурная шкала может быть построена, если использовать в качестве термометрического тела идеальный газ. В самом деле, из уравнения Клапейрона вытекает соотношение
: <math>T=\frac{pV}{R}.</math>
Если измерять давление газа, близкого по свойствам к идеальному, находящегося в герметичном сосуде постоянного объёма, то таким способом можно установить
3. В различных учебниках по термодинамике приводятся доказательства того, что температура, измеренная по идеально-газовой шкале, совпадает с термодинамической температурой. Следует, однако, оговориться: несмотря на то, что численно термодинамическая и идеально-газовая шкалы абсолютно идентичны, с качественной точки зрения между ними есть принципиальная разница. Только термодинамическая шкала является абсолютно независимой от свойств термометрического вещества.
| |||