Что такое абсолютная температура
Содержание:- Абсолютная температура в молекулярно-кинетической теории
- Определение абсолютной температуры в молекулярной физике
- Ограничения при приближении к абсолютному нулю
- Определение абсолютной температуры в термодинамике
Абсолютная температура в молекулярно-кинетической теории
Понятие абсолютной температуры изучается и принимается в термодинамике, но также подразумевает понимание молекулярно-кинетической теории, ибо она связана с энергией теплового движения частиц вещества. В данном разделе физики абсолютность температуры связана с несколько другими процессами, чем в термодинамике. Как известно, термодинамическая температура в молекулярно-кинетической теории вводится как некоторая величина, характеризующая степень интенсивности хаотического или теплового движения частиц вещества.
Определение абсолютной температуры в молекулярной физике
В данном контексте термодинамическая температура вводится при определении средней кинетической энергии системы частиц. Предполагается, что температура является мерой, пропорциональной кинетической энергии частиц вещества. Кинетическая энергия движения системы частиц равна одной второй произведения массы частицы на квадрат средней скорости. Данную энергию приравнивают к выражению, пропорциональному температуре тела и равному трем вторым произведения постоянной Больцмана на абсолютную температуру. Из данного выражения можно найти, как определяется абсолютная температура.
Ограничения при приближении к абсолютному нулю
Обратите внимание на то, что при молекулярно-кинетическом определении температуры нулевое значение соответствует отсутствию кинетической энергии у системы частиц вещества. Данное положение, конечно, практически нереализуемо, но теоретически вполне обосновано. На практике же при приближении к абсолютному нулю состояние частиц становится максимально упорядоченным. В какой-то момент кинетическая энергия частиц становится минимально возможной, и дальнейшее уменьшение температуры невозможно. Данное ограничение на невозможность достижения абсолютного нуля обосновывает квантовая механика.
Определение абсолютной температуры в термодинамике
Посмотрите, каково определение абсолютной температуры в любом учебнике по термодинамике. Первое, что бросается в глаза – это независимость данной температуры от рода и вообще каких-либо частных свойств вещества. Определение температуры в термодинамике связывается с работой тепловой машины и понятием энтропии. Температуру тела определяют в данном случае, определяя то количество тепла, которое поглощает тепловая машина, работающая между температурой исследуемого тела и температурой в один градус. Такая температура и называется абсолютной термодинамической температурой. Энтропия же вводится из предположений, что должна существовать некоторая функция, пропорциональная и температуре и количеству тепла. Из дифференциального соотношения для данной функции и выражается абсолютная температура в термодинамике.