A escala kelvin adota como ponto de partida zero absoluto qual o significado desse termo

ZERO ABSOLUTO
ponto de referência temperatura absoluta... Corresponde a -273,16 ° C. Atualmente, nos laboratórios de física, é possível obter uma temperatura superior ao zero absoluto em apenas alguns milionésimos de grau, mas é impossível alcançá-la, de acordo com as leis da termodinâmica. No zero absoluto, o sistema estaria em um estado com a menor energia possível (neste estado, átomos e moléculas realizariam vibrações "zero") e teria entropia zero (desordem zero). O volume de um gás ideal no ponto do zero absoluto deve ser igual a zero, e para determinar este ponto, o volume do gás hélio real é medido com uma diminuição sequencial da temperatura até sua liquefação em baixa pressão (-268,9 ° C ) e extrapolação para a temperatura na qual o volume de gás na ausência de liquefação desapareceria. A temperatura na escala termodinâmica absoluta é medida em Kelvin, designada pelo símbolo K. A escala termodinâmica absoluta e a escala Celsius são simplesmente deslocadas uma em relação à outra e estão relacionadas pela razão K = ° C + 273,16 °.
Veja também
AQUECER;
FÍSICA DE BAIXAS TEMPERATURAS;
UNIDADES DE MEDIDA DE QUANTIDADES FÍSICAS.
LITERATURA
Mendelssohn K. Rumo ao zero absoluto. M., 1971 Landau L.D., Lifshits E.M. Física Teórica. M., 1973

Collier's Encyclopedia. - Sociedade Aberta. 2000 .

Sinônimos:

Veja o que é "ZERO ABSOLUTO" em outros dicionários:

    Temperaturas, a origem da leitura da temperatura em uma escala de temperatura termodinâmica (veja ESCALA DE TEMPERATURA TERMODINÂMICA). Zero absoluto localizado a 273,16 ° C abaixo da temperatura do ponto triplo (ver PONTO TRIPLO) da água, para o qual é aceito ... ... dicionário enciclopédico

    Temperaturas, a origem da temperatura na escala de temperatura termodinâmica. O zero absoluto está localizado 273,16 ° C abaixo do ponto triplo da água (0,01 ° C). O zero absoluto é fundamentalmente inatingível, as temperaturas foram praticamente atingidas, ... ... Enciclopédia moderna

    Temperatura a origem da temperatura em uma escala de temperatura termodinâmica. O zero absoluto está localizado a 273,16 ° C abaixo da temperatura do ponto triplo da água, para a qual é considerado um valor de 0,01 ° C. O zero absoluto é fundamentalmente inatingível (ver ... ... Grande Dicionário Enciclopédico

    A temperatura, que expressa a ausência de calor, é igual a 218 ° C. Dicionário de palavras estrangeiras incluído na língua russa. Pavlenkov F., 1907. temperatura zero absoluta (física) - a temperatura mais baixa possível (273,15 ° C). Grande dicionário… … Dicionário de palavras estrangeiras da língua russa

    zero absoluto- Extremamente temperatura baixa, no qual o movimento térmico das moléculas para, na escala Kelvin, o zero absoluto (0 ° K) corresponde a –273,16 ± 0,01 ° С ... Dicionário de Geografia

    Presente, número de sinônimos: 15 rodada zero (8) pessoa pequena (32) filhote ... Dicionário de sinônimo

    Temperatura extremamente baixa na qual o movimento térmico das moléculas para. A pressão e o volume de um gás ideal, de acordo com a lei de Mariotte de Boyle, torna-se igual a zero, e o ponto de partida para a temperatura absoluta na escala Kelvin é tomado ... ... Dicionário Ecológico

    zero absoluto- - [A.S. Goldberg. O Dicionário Inglês-Russo de Energia. 2006] Tópicos de energia em geral EN zeropoint ... Guia do tradutor técnico

    zero absoluto- absoliutusis nulis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau vandens trigubojo taško. Tai 273,16 ° C, 459,69 ° F arba 0 K temperatūra. atitikmenys: angl. ... ... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    zero absoluto- absoliutusis nulis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273,16 ° C). atitikmenys: angl. zero rus absoluto. zero absoluto ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

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Instituição Educacional Orçamentária Estadual Federal de Educação Profissional Superior

Universidade Pedagógica Estadual de Voronezh

Departamento de Física Geral

sobre o tema: "Temperatura zero absoluta"

Concluído: aluno do 1º ano, FMF,

PI, Kondratenko Irina Aleksandrovna

Verificado por: Assistente do Departamento Geral

Físicos G.V. Afonin

Voronezh-2013

Introdução ………………………………………………………. 3

1. Zero absoluto ……………………………………… ... 4

2.História …………………………………………………… 6

3. Fenômenos observados perto do zero absoluto ……… ..9

Conclusão …………………………………………………… 11

Lista de literatura usada ………………………… ..12

Introdução

Por muitos anos, os pesquisadores têm se aproximado da temperatura zero absoluta. Como você sabe, uma temperatura igual a zero absoluto caracteriza o estado fundamental de um sistema de muitas partículas - o estado com a energia mais baixa possível, no qual átomos e moléculas executam as chamadas vibrações "zero". Assim, o resfriamento profundo, próximo ao zero absoluto (acredita-se que o próprio zero absoluto é inatingível na prática), abre possibilidades ilimitadas para o estudo das propriedades da matéria.

1. Zero absoluto

A temperatura zero absoluta (com menos frequência - temperatura zero absoluta) é o limite mínimo de temperatura que um corpo físico no Universo pode ter. O zero absoluto é a origem de uma escala de temperatura absoluta, como a escala Kelvin. Em 1954, a X Conferência Geral de Pesos e Medidas estabeleceu uma escala de temperatura termodinâmica com um ponto de referência - um ponto triplo da água, cuja temperatura é de 273,16 K (exata), o que corresponde a 0,01 ° C, de modo que no Na escala Celsius, a temperatura corresponde ao zero absoluto −273,15 ° C.

No âmbito da aplicabilidade da termodinâmica, o zero absoluto é inatingível na prática. Sua existência e posição na escala de temperatura decorrem da extrapolação dos fenômenos físicos observados, enquanto tal extrapolação mostra que no zero absoluto a energia do movimento térmico das moléculas e átomos de uma substância deve ser igual a zero, ou seja, o caótico o movimento das partículas pára e elas formam uma estrutura ordenada, ocupando uma posição clara nos nós da rede cristalina (o hélio líquido é uma exceção). Porém, do ponto de vista da física quântica e na temperatura do zero absoluto, ocorrem oscilações de ponto zero, que se devem às propriedades quânticas das partículas e ao vácuo físico que as envolve.

Quando a temperatura do sistema tende a zero absoluto, sua entropia, capacidade térmica, coeficiente de expansão térmica também tendem a zero, e o movimento caótico das partículas que compõem o sistema cessa. Em uma palavra, a matéria se torna supermatéria com supercondutividade e superfluidez.

Na prática, a temperatura do zero absoluto é inatingível e obter temperaturas extremamente próximas a ela é um difícil problema experimental, mas já foram obtidas temperaturas que estão a apenas um milionésimo de grau do zero absoluto. ...

Encontre o valor do zero absoluto na escala Celsius, igualando o volume V a zero e levando em consideração que

Portanto, a temperatura zero absoluta é -273 ° C.

Este é o extremo, a temperatura mais baixa da natureza, aquele "maior ou último grau de frio", cuja existência Lomonosov previu.

Figura 1. Escala absoluta e escala Celsius

A unidade SI de temperatura absoluta é chamada de kelvin (abreviado K). Portanto, um grau na escala Celsius é igual a um grau na escala Kelvin: 1 ° C = 1 K.

Assim, a temperatura absoluta é uma quantidade derivada que depende da temperatura Celsius e do valor determinado experimentalmente de a. No entanto, é de fundamental importância.

Do ponto de vista da teoria cinética molecular, a temperatura absoluta está relacionada à energia cinética média do movimento caótico de átomos ou moléculas. Em T = O K, o movimento térmico das moléculas para.

2. História

O conceito físico de "temperatura zero absoluta" é muito importante para a ciência moderna: está intimamente relacionado a um conceito como a supercondutividade, cuja descoberta causou impacto na segunda metade do século XX.

Para entender o que é um zero absoluto, devemos nos voltar para as obras de físicos famosos como G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac e W. Thomson. Eles desempenharam um papel fundamental na criação das principais escalas de temperatura utilizadas até agora.

O primeiro a oferecer sua escala de temperatura em 1714 foi o físico alemão G. Fahrenheit. Ao mesmo tempo, a temperatura da mistura, que incluía neve e amônia, foi tomada como zero absoluto, ou seja, o ponto mais baixo dessa escala. O próximo indicador importante foi a temperatura normal do corpo humano, que começou a ser igual a 1000. Conseqüentemente, cada divisão dessa escala foi chamada de "graus Fahrenheit", e a própria escala - "escala Fahrenheit".

Trinta anos depois, o astrônomo sueco A. Celsius propôs sua própria escala de temperatura, onde os pontos principais eram o ponto de derretimento do gelo e o ponto de ebulição da água. Essa escala foi chamada de "escala Celsius", ainda é popular na maioria dos países do mundo, incluindo a Rússia.

Em 1802, conduzindo seus famosos experimentos, o cientista francês J. Gay-Lussac descobriu que o volume da massa de gás em pressão constante está em proporção direta com a temperatura. Mas o mais curioso era que, quando a temperatura mudava 10 graus Celsius, o volume do gás aumentava ou diminuía na mesma proporção. Feitos os cálculos necessários, Gay-Lussac constatou que esse valor era igual a 1/273 do volume do gás. A seguinte conclusão partiu dessa lei: a temperatura igual a -273 ° C é a temperatura mais baixa, mesmo quando você se aproxima dela é impossível alcançá-la. É esta temperatura que recebeu o nome de "temperatura zero absoluta". Além disso, o zero absoluto tornou-se o ponto de partida para a criação da escala de temperatura absoluta, na qual o físico inglês W. Thomson, também conhecido como Lord Kelvin, teve participação ativa. Sua principal pesquisa dizia respeito à prova de que nenhum corpo na natureza pode ser resfriado abaixo do zero absoluto. Ao mesmo tempo, ele usou ativamente a segunda lei da termodinâmica, portanto, introduzida por ele em 1848 escala absoluta as temperaturas passaram a ser chamadas de termodinâmica ou "escala Kelvin" .Nos anos e décadas seguintes, ocorreu apenas um refinamento numérico do conceito de "zero absoluto".

Figura 2. A relação entre as escalas de temperatura de Fahrenheit (F), Celsius (C) e Kelvin (K).

Também é importante notar que o zero absoluto desempenha um papel muito importante no sistema SI. O fato é que em 1960, na próxima Conferência Geral de Pesos e Medidas, a unidade de temperatura termodinâmica - o kelvin - tornou-se uma das seis unidades básicas de medida. Ao mesmo tempo, foi especialmente estipulado que um grau Kelvin

é numericamente igual a um grau Celsius, exceto que o ponto de referência "de acordo com Kelvin" é considerado zero absoluto.

O principal significado físico do zero absoluto é que, de acordo com as leis físicas básicas, em tal temperatura a energia do movimento das partículas elementares, como átomos e moléculas, é zero e, neste caso, qualquer movimento caótico dessas mesmas partículas deveria Pare. A uma temperatura igual ao zero absoluto, átomos e moléculas devem assumir uma posição clara nos pontos principais da rede cristalina, formando um sistema ordenado.

Atualmente, usando equipamento especial, os cientistas têm conseguido obter temperaturas apenas algumas partes por milhão superiores ao zero absoluto. É fisicamente impossível atingir esse valor por si só por causa da segunda lei da termodinâmica.

3 fenômenos observados perto do zero absoluto

Em temperaturas próximas do zero absoluto, efeitos puramente quânticos podem ser observados no nível macroscópico, tais como:

1. Supercondutividade - propriedade de alguns materiais de apresentarem resistência elétrica estritamente nula quando atingem uma temperatura inferior a um determinado valor (temperatura crítica). São conhecidas várias centenas de compostos, elementos puros, ligas e cerâmicas que entram em um estado supercondutor.

A supercondutividade é um fenômeno quântico. É também caracterizado pelo efeito Meissner, que consiste no deslocamento completo do campo magnético do corpo do supercondutor. A existência desse efeito mostra que a supercondutividade não pode ser descrita simplesmente como condutividade ideal no sentido clássico. Inaugurado em 1986-1993 Uma série de supercondutores de alta temperatura (HTSC) empurrou o limite de temperatura da supercondutividade longe e tornou possível usar praticamente materiais supercondutores não apenas na temperatura do hélio líquido (4,2 K), mas também no ponto de ebulição do nitrogênio líquido ( 77 K), um líquido criogênico muito mais barato.

2. Superfluidez - a capacidade de uma substância em um estado especial (líquido quântico), que ocorre quando a temperatura cai para zero absoluto (fase termodinâmica), de fluir por fendas estreitas e capilares sem atrito. Até recentemente, a superfluidez era conhecida apenas para o hélio líquido, mas em últimos anos a superfluidez também foi encontrada em outros sistemas: em condensados ​​de Bose atômicos rarefeitos, hélio sólido.

A superfluidez é explicada a seguir. Como os átomos de hélio são bósons, a mecânica quântica permite que um número arbitrário de partículas esteja em um estado. Com temperaturas próximas do zero absoluto, todos os átomos de hélio estão no estado de energia fundamental. Visto que a energia dos estados é discreta, um átomo não pode receber qualquer energia, mas apenas aquela que é igual à lacuna de energia entre os níveis de energia adjacentes. Mas em baixas temperaturas, a energia de colisão pode acabar sendo menor do que este valor, como resultado da dissipação de energia simplesmente não ocorrerá. O fluido fluirá sem atrito.

3. Bose - o condensado de Einstein é um estado agregado da matéria, que se baseia em bósons resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto (menos de um milionésimo de grau acima do zero absoluto). Em tal estado fortemente resfriado, um número suficientemente grande de átomos se encontram em seus estados quânticos mínimos possíveis e os efeitos quânticos começam a se manifestar no nível macroscópico.

Conclusão

O estudo das propriedades da matéria próximas do zero absoluto é de grande interesse para a ciência e a tecnologia.

Muitas propriedades de uma substância, veladas à temperatura ambiente por fenômenos térmicos (por exemplo, ruído térmico), com a diminuição da temperatura começam a se manifestar cada vez mais, possibilitando estudar de forma pura as regularidades e relações inerentes a uma dada substância. . As pesquisas no campo das baixas temperaturas têm permitido descobrir muitos novos fenômenos naturais, como, por exemplo, a superfluidez do hélio e a supercondutividade dos metais.

Em baixas temperaturas, as propriedades dos materiais mudam dramaticamente. Alguns metais aumentam sua resistência, tornam-se dúcteis, enquanto outros tornam-se frágeis, como o vidro.

O estudo das propriedades físico-químicas em baixas temperaturas possibilitará, no futuro, a criação de novas substâncias com propriedades pré-determinadas. Tudo isso é muito valioso para o projeto e criação de naves espaciais, estações e instrumentos.

Sabe-se que em estudos de radar de corpos espaciais, o sinal de rádio recebido é muito pequeno e é difícil separá-lo de vários ruídos. Geradores e amplificadores moleculares desenvolvidos recentemente operam em temperaturas muito baixas e, portanto, têm níveis de ruído muito baixos.

As propriedades elétricas e magnéticas de baixa temperatura dos metais, semicondutores e dielétricos possibilitam o desenvolvimento de dispositivos de engenharia de rádio fundamentalmente novos de dimensões microscópicas.

Temperaturas ultrabaixas são usadas para criar o vácuo necessário, por exemplo, para operar aceleradores de partículas nucleares gigantes.

Bibliografia

  1. http://wikipedia.org
  2. http://rudocs.exdat.com
  3. http://fb.ru

Pequena descrição

Por muitos anos, os pesquisadores têm se aproximado da temperatura zero absoluta. Como você sabe, uma temperatura igual a zero absoluto caracteriza o estado fundamental de um sistema de muitas partículas - o estado com a menor energia possível, no qual átomos e moléculas executam as chamadas vibrações de "zero". Assim, o resfriamento profundo, próximo ao zero absoluto (acredita-se que o próprio zero absoluto é inatingível na prática), abre possibilidades ilimitadas para o estudo das propriedades da matéria.

A escala kelvin adota como ponto de partida zero absoluto qual o significado desse termo

O que é zero absoluto (geralmente zero)? Essa temperatura realmente existe em algum lugar do universo? Podemos esfriar algo a zero absoluto na vida real? Se você está se perguntando se consegue superar a onda de frio, vamos explorar os limites mais distantes da temperatura fria ...

O que é zero absoluto (geralmente zero)? Essa temperatura realmente existe em algum lugar do universo? Podemos esfriar algo a zero absoluto na vida real? Se você está se perguntando se consegue superar a onda de frio, vamos explorar os limites mais distantes da temperatura fria ...

Mesmo que você não seja um físico, provavelmente está familiarizado com o conceito de temperatura. A temperatura é uma medida da quantidade de energia aleatória interna em um material. A palavra "interior" é muito importante. Jogue uma bola de neve e, embora o movimento principal seja rápido o suficiente, a bola de neve permanecerá bem fria. Por outro lado, se você olhar para as moléculas de ar voando ao redor de uma sala, uma molécula de oxigênio comum frita a uma velocidade de milhares de quilômetros por hora.

Normalmente ficamos em silêncio quando se trata de detalhes técnicos, então, para os especialistas, notamos que a temperatura é um pouco mais complexa do que dissemos. Uma verdadeira definição de temperatura significa quanta energia você precisa gastar para cada unidade de entropia (bagunça, se você quiser uma palavra mais clara). Mas vamos pular as sutilezas e parar no fato de que as moléculas aleatórias de ar ou água no gelo se movem ou vibram cada vez mais lentamente conforme a temperatura diminui.

O zero absoluto é uma temperatura de -273,15 graus Celsius, -459,67 graus Fahrenheit e apenas 0 Kelvin. Este é o ponto onde o movimento térmico para completamente.


Tudo para?

Na consideração clássica da questão, tudo para no zero absoluto, mas é neste momento que o terrível focinho da mecânica quântica aparece do outro lado da esquina. Uma das previsões da mecânica quântica que estragou o sangue de um bom número de físicos é que você nunca pode medir a posição exata ou o momento de uma partícula com certeza perfeita. Isso é conhecido como princípio da incerteza de Heisenberg.

Se você pudesse resfriar uma sala hermética até o zero absoluto, coisas estranhas aconteceriam (mais sobre isso em um momento). A pressão do ar cairia para quase zero, e como a pressão do ar geralmente se opõe à gravidade, o ar colapsa em uma camada muito fina no chão.

Mas, mesmo assim, se você puder medir moléculas individuais, encontrará algo curioso: elas vibram e giram, muito pouco - a incerteza quântica em ação. Para pontuar o i: se você medir a rotação das moléculas de dióxido de carbono no zero absoluto, descobrirá que os átomos de oxigênio estão voando ao redor do carbono a uma velocidade de vários quilômetros por hora - muito mais rápido do que você esperava.

A conversa fica paralisada. Quando falamos sobre o mundo quântico, o movimento perde seu significado. Nessa escala, tudo é determinado pela incerteza, então não é que as partículas sejam estacionárias, você simplesmente nunca pode medi-las como se fossem estacionárias.


Quão baixo você pode cair?

A busca do zero absoluto encontra essencialmente os mesmos problemas que a busca da velocidade da luz. É necessária uma quantidade infinita de energia para ganhar a velocidade da luz, e chegar ao zero absoluto requer a extração de uma quantidade infinita de calor. Ambos os processos são impossíveis, se houver.

Apesar de ainda não termos alcançado o estado real de zero absoluto, estamos muito próximos disso (embora "muito" neste caso, o conceito é muito extensível; como um contador de criança: dois, três, quatro, quatro e meio, quatro em uma corda, quatro por um fio, cinco). A temperatura mais baixa já registrada na Terra foi registrada na Antártica em 1983, em torno de -89,15 graus Celsius (184K).

Claro, se você quiser se refrescar não infantilmente, você precisa mergulhar nas profundezas do espaço. O universo inteiro está inundado com os restos de radiação do Big Bang, nas regiões vazias do espaço - 2,73 graus Kelvin, que é um pouco mais frio do que a temperatura do hélio líquido, que conseguimos obter na Terra há um século.

Mas os físicos de baixa temperatura estão usando feixes de congelamento para levar a tecnologia a um completo novo nível... Você pode ficar surpreso com o fato de os feixes congelantes assumirem a forma de lasers. Mas como? Os lasers precisam queimar.

Isso mesmo, mas os lasers têm uma característica - pode-se até dizer um ultimato: toda a luz é emitida na mesma frequência. Os átomos neutros comuns não interagem com a luz, a menos que a frequência seja ajustada com precisão. Se o átomo voa em direção à fonte de luz, a luz obtém um deslocamento Doppler e vai para uma frequência mais alta. O átomo absorve menos energia do fóton do que poderia. Portanto, se você ajustar o laser para baixo, os átomos que se movem rapidamente irão absorver a luz e, ao emitir um fóton em uma direção aleatória, perderão um pouco de energia, em média. Ao repetir o processo, você pode resfriar o gás a menos de um nanoKelvin, um bilionésimo de grau.

Tudo assume uma cor mais extrema. O recorde mundial para a temperatura mais baixa é menos de um décimo de bilhão de graus acima do zero absoluto. Dispositivos que fazem isso prendem átomos em campos magnéticos. A "temperatura" depende não tanto dos próprios átomos quanto do spin dos núcleos atômicos.

Agora, para restaurar a justiça, precisamos fantasiar um pouco. Quando normalmente imaginamos algo congelado a um bilionésimo de grau, provavelmente você está fazendo um desenho de como até mesmo as moléculas de ar congelam no lugar. Pode-se até imaginar um dispositivo apocalíptico devastador congelando os spins dos átomos.

No final das contas, se você realmente deseja experimentar baixas temperaturas, tudo o que você precisa fazer é esperar. Após cerca de 17 bilhões de anos, a radiação de fundo no Universo esfriará para 1K. Em 95 bilhões de anos, a temperatura será de cerca de 0,01K. Em 400 bilhões de anos, o espaço profundo será tão frio quanto o experimento mais frio da Terra, e ainda mais frio depois disso.

Se você está se perguntando por que o universo está esfriando tão rapidamente, agradeça aos nossos velhos amigos: entropia e energia escura. O universo está em modo de aceleração, entrando em um período de crescimento exponencial que continuará para sempre. As coisas vão congelar muito rapidamente.


O que nos importa?

Tudo isso, claro, é maravilhoso, e quebrar recordes também é bom. Mas de que adianta? Bem, existem muitos bons motivos para ser esperto quanto às temperaturas baixas, e não apenas como um vencedor.

Os caras legais do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, por exemplo, só queriam fazer um relógio legal. Os padrões de tempo são baseados em coisas como a frequência do átomo de césio. Se o átomo de césio se mover muito, ele cria incerteza de medição, o que acaba causando o mau funcionamento do relógio.

Mas o mais importante, especialmente do ponto de vista científico, os materiais se comportam de maneira insana em temperaturas extremamente baixas. Por exemplo, assim como um laser é feito de fótons que se sincronizam - na mesma frequência e fase - um material conhecido como condensado de Bose-Einstein pode ser criado. Nele, todos os átomos estão no mesmo estado. Ou imagine um amálgama em que cada átomo perde sua individualidade e toda a massa reage como um superatomo nulo.

Em temperaturas muito baixas, muitos materiais se tornam superfluidos, o que significa que podem ser completamente não viscosos, empilhados em camadas ultrafinas e até desafiar a gravidade para atingir o mínimo de energia. Também em baixas temperaturas, muitos materiais se tornam supercondutores, o que significa que não há resistência elétrica.

Supercondutores são capazes de reagir a campos magnéticos externos de forma a cancelá-los completamente dentro do metal. Como resultado, você pode combinar a temperatura fria e o ímã e obter algo como a levitação.


Por que existe um zero absoluto, mas nenhum máximo absoluto?

Vamos dar uma olhada no outro extremo. Se a temperatura é apenas uma medida de energia, então podemos simplesmente imaginar os átomos se aproximando cada vez mais da velocidade da luz. Não pode durar para sempre?

A resposta é curta: não sabemos. É possível que exista literalmente uma coisa chamada temperatura infinita, mas se houver um limite absoluto, o jovem universo fornece algumas pistas muito interessantes sobre o que é. A maioria aquecer que já existiu (pelo menos em nosso universo) provavelmente aconteceu no chamado "tempo de Planck".

Foi um momento 10 ^ -43 segundos depois do Big Bang, quando a gravidade se separou da mecânica quântica e da física era exatamente o que é hoje. A temperatura na época era de cerca de 10 ^ 32 K. Isso é setilhões de vezes mais quente do que o interior de nosso sol.

Novamente, não temos certeza se esta é a temperatura mais alta que poderia ser. Como não temos nem mesmo um grande modelo do universo na época de Planck, nem mesmo temos certeza de que o universo chegou a esse estado de ebulição. Em qualquer caso, estamos muitas vezes mais perto do zero absoluto do que do calor absoluto.

Zero absoluto - origem da temperatura absoluta a partir de 273,16 K abaixo do ponto triplo da água (ponto de equilíbrio das três fases - gelo, água e vapor d'água); no zero absoluto, o movimento das moléculas para, e elas ficam em um estado de movimentos "zero". Ou: a temperatura mais baixa em que uma substância não contém energia térmica.

Zero absoluto Começar lendo a temperatura absoluta. Corresponde a -273, 16 ° C. Atualmente, nos laboratórios de física, é possível obter uma temperatura superior ao zero absoluto em apenas alguns milionésimos de grau, mas é impossível alcançá-la, de acordo com as leis da termodinâmica. No zero absoluto, o sistema estaria em um estado com a menor energia possível (neste estado, átomos e moléculas realizariam vibrações "zero") e teria entropia zero (zero desordenadamente) O volume de um gás ideal no ponto do zero absoluto deve ser igual a zero, e para determinar este ponto, meça o volume do gás hélio real no consistente abaixando a temperatura até sua liquefação em baixa pressão (-268, 9 ° C) e extrapolação para a temperatura na qual o volume do gás na ausência de liquefação voltaria a zero. Temperatura absoluta termodinâmico a escala é medida em Kelvin, denotada pelo símbolo K. Absoluto termodinâmico a escala e a escala Celsius são simplesmente deslocadas em relação uma à outra e estão relacionadas pela razão K = ° C + 273, 16 °.

História

A palavra "temperatura" surgiu em uma época em que as pessoas acreditavam que corpos mais aquecidos contêm mais de uma substância especial - calórica do que corpos menos aquecidos. Portanto, a temperatura era percebida como a força de uma mistura de matéria corporal e calórica. Por esse motivo, as unidades de medida de teor alcoólico e de temperatura têm o mesmo nome - graus.

Pelo fato de que a temperatura é a energia cinética das moléculas, é claro que é mais natural medi-la em unidades de energia (ou seja, no sistema SI em joules). No entanto, a medição da temperatura começou muito antes da criação da teoria cinética molecular, portanto, escalas práticas medem a temperatura em unidades arbitrárias - graus.

Escala Kelvin

Na termodinâmica, a escala Kelvin é usada, na qual a temperatura é medida a partir do zero absoluto (o estado correspondente ao mínimo teoricamente possível de energia interna do corpo), e um kelvin é igual a 1 / 273,16 da distância do zero absoluto ao o ponto triplo da água (o estado em que o gelo, a água e o vapor d'água estão em equilíbrio). A constante de Boltzmann é usada para converter Kelvin em unidades de energia. Unidades derivadas também são usadas: kilokelvin, megakelvin, millikelvin, etc.

Celsius

Na vida cotidiana, a escala Celsius é usada, em que o ponto de congelamento da água é tomado como 0, e o ponto de ebulição da água é 100 ° em pressão atmosférica... Como os pontos de congelamento e ebulição da água não estão bem definidos, atualmente a escala Celsius é determinada através da escala Kelvin: graus Celsius igual a Kelvin, zero absoluto é considerado como -273,15 ° C. A escala Celsius é praticamente muito conveniente, já que a água é muito comum em nosso planeta e nossa vida é baseada nela. Zero Celsius é um ponto especial para a meteorologia, já que o congelamento da água atmosférica muda tudo de maneira significativa.

Fahrenheit

Na Inglaterra, e especialmente nos Estados Unidos, a escala Fahrenheit é usada. Nessa escala, o intervalo entre a temperatura do inverno mais frio da cidade onde Fahrenheit vivia e a temperatura do corpo humano é dividido por 100 graus. Zero graus Celsius é 32 graus Fahrenheit e Fahrenheit é 5/9 graus Celsius.

Atualmente, a seguinte definição da escala Fahrenheit é aceita: é escala de temperatura 1 grau (1 ° F) é igual a 1/180 da diferença entre os pontos de ebulição da água e do gelo derretendo à pressão atmosférica, e o ponto de derretimento do gelo é +32 ° F. A temperatura Fahrenheit está relacionada à temperatura Celsius (t ° C) pela razão t ° C = 5/9 (t ° F - 32), 1 ° F = 5/9 ° C. Proposta por G. Fahrenheit em 1724.

Escala de Reaumur

Proposta em 1730 por R.A. Reaumur, que descreveu o termômetro de álcool inventado por ele.

Unidade - Grau Reaumur (° R), 1 ° R é igual a 1/80 do intervalo de temperatura entre os pontos de referência - a temperatura de derretimento do gelo (0 ° R) e água fervente (80 ° R)

1 ° R = 1,25 ° C.

Atualmente, a balança está em desuso, há mais tempo que se conserva na França, terra natal do autor.

Comparação de escalas de temperatura

Descrição Kelvin Celsius Fahrenheit Newton Reaumur
Zero absoluto −273.15 −459.67 −90.14 −218.52
Temperatura de fusão da mistura Fahrenheit (quantidades iguais de sal e gelo) 0 −5.87
Ponto de congelamento da água (condições normais) 0 32 0
Temperatura média do corpo humano¹ 36.8 98.2 12.21
Ponto de ebulição da água (condições normais) 100 212 33
Temperatura da superfície do sol 5800 5526 9980 1823

A temperatura normal do corpo humano é 36,6 ° C ± 0,7 ° C ou 98,2 ° F ± 1,3 ° F. O valor comumente cotado de 98,6 ° F é a conversão exata para Fahrenheit de 37 ° C na Alemanha do século XIX. Como esse valor não está incluído na faixa de temperatura normal de acordo com os conceitos modernos, podemos dizer que ele contém uma precisão excessiva (incorreta). Alguns valores nesta tabela foram arredondados.

Comparação das escalas Fahrenheit e Celsius

(do- Escala Fahrenheit, o C- escala Celsius)

oF oC oF oC oF oC oF oC
-459.67
-450
-400
-350
-300
-250
-200
-190
-180
-170
-160
-150
-140
-130
-120
-110
-100
-95
-90
-85
-80
-75
-70
-65
-273.15
-267.8
-240.0
-212.2
-184.4
-156.7
-128.9
-123.3
-117.8
-112.2
-106.7
-101.1
-95.6
-90.0
-84.4
-78.9
-73.3
-70.6
-67.8
-65.0
-62.2
-59.4
-56.7
-53.9
-60
-55
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-19
-18
-17
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-51.1
-48.3
-45.6
-42.8
-40.0
-37.2
-34.4
-31.7
-28.9
-28.3
-27.8
-27.2
-26.7
-26.1
-25.6
-25.0
-24.4
-23.9
-23.3
-22.8
-22.2
-21.7
-21.1
-20.6
-4
-3
-2
-1
0
1
2
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19
-20.0
-19.4
-18.9
-18.3
-17.8
-17.2
-16.7
-16.1
-15.6
-15.0
-14.4
-13.9
-13.3
-12.8
-12.2
-11.7
-11.1
-10.6
-10.0
-9.4
-8.9
-8.3
-7.8
-7.2
20
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100
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200
-6.7
-6.1
-5.6
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-4.4
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-1.1
1.7
4.4
7.2
10.0
12.8
15.6
18.3
21.1
23.9
26.7
29.4
32.2
35.0
37.8
51.7
65.6
93.3

Para converter graus Celsius em Kelvin, você precisa usar a fórmula T = t + T 0 onde T é a temperatura em Kelvin, t é a temperatura em graus Celsius, T 0 = 273,15 Kelvin. Celsius é igual em tamanho a Kelvin.

O que significa o zero absoluto na escala Kelvin?

Zero absoluto é a mais baixa temperatura que pode ser representada em qualquer escala termométrica. Trata-se de uma temperatura teórica, equivalente a 0 K (lê-se zero kelvin), na qual todas as partículas constituintes de um sistema termodinâmico devem encontrar-se perfeitamente em repouso.

Qual é a temperatura de zero absoluto?

Definição. Na escala termodinâmica de temperatura, graduada em kelvins, o zero absoluto equivale a 0 K, -273,15 ºC, ou, ainda, -459,67 ºF.

Como funciona a escala Kelvin?

Criado por William Tomson (Lord Kelvin), a escala Kelvin - medida somente em Kelvin (K) - é baseada na menor temperatura que um corpo poderia atingir, que é aproximadamente - 273°C (zero absoluto). A partir desse ponto, foi determinado o ponto zero da escala. Nela, a água congela em 273 K e ferve a 373 K.

O que define uma escala absoluta?

A escala absoluta de Kelvin está relacionada à energia cinética de translação das moléculas de um dado elemento, quando a energia cinética de translação deste elemento for zero, um termômetro de escala absoluta estará indicando zero.