Відмінності між версіями «Термодинамічна температура»

нема опису редагування
1.Термодинамічна шкала температур принципово може бути побудована на основі теореми Карно яка стверджує, що коефіцієнт корисної дії ідеального теплового двигуна не залежить від природи робочого тіла і конструкції двигуна, а є функцією температур нагрівача і холодильника.
 
: <math>\eta=\frac{Q_1-Q_2} {Q_1}=\frac{T_1-T_2} {T_1},</math>
 
де <math>Q_1</math>&nbsp;— кількість теплоти віддана нагрівачем робочому тілу теплової машини (ідеальному газу), <math>Q_1</math>&nbsp;— кількість теплоти віддана робочим тілом холодильнику, <math>T_1, T_2</math>&nbsp;— температури нагрівача і холодильника, відповідно.
З наведеного вище рівняння витікає співвідношення:
 
: <math>\frac{ Q_{1} }{ Q_{2} } = \frac{ T_{1} }{ T_{2} }.</math>
 
Це співвідношення може бути використане для побудови шкали ''абсолютної термодинамічної температури''. Якщо один з ізотермічних процесів <math>Q_3</math> проводити при температурі потрійної точки води, яка установлена довільно&nbsp;— <math>T_3=273,16 K,</math> то будь яка інша температура <math>T</math>визначається рівнянням
 
: <math>T=273,16 \frac{Q}{ Q_{3} }</math>{{sfn|В. Різак, І. Різак, Е. Рудавський. Кріогенна фізика і техніка |2006| с=17,18.}}.
 
Встановлена таким чином температурна шкала має назву -&nbsp;— ''термодинамічна шкала Кельвіна''. На жаль, точність вимірювання кількості теплоти не дозволяє реалізувати цей засіб на практиці.
 
2. Абсолютна температурна шкала може бути побудована якщо використати як термометричне тіло ідеальний газ Насправді, з рівняння Клапейрона витікає співвідношення
 
: <math>T=\frac{pV}{R}.</math>
 
Якщо виміряти тиск газу, близького за властивостями до ідеального, що знаходиться у герметичній посудині постійного об'єму, то так можна встановити температурну шкалу, яку також називають ідеально&nbsp;— газовою шкалою. Перевага цієї шкали полягає в тому, що тиск ідеального газу при <math>V=const</math> змінюється лінійно з температурою. Оскільки навіть розріджені реальні гази за своїми властивостями дещо відмінні від ідеального газу, то реалізація ідеально&nbsp;— газової шкали пов'язана з певними труднощами.
3. У курсах термодинаміки наводяться теоретичні докази того, що температура, виміряна за ідеально&nbsp;— газовою шкалою, збігається з абсолютною термодинамічною температурою. Слід однак зауважити, що хоча чисельно термодинамічна та ідеально&nbsp;— газова шкала абсолютно ідентичні, з якісної точки зору між ними є принципова різниця. Тільки термодинамічна шкала є абсолютно незалежною від властивостей термометричної речовини{{sfn| Кириллин В. А. Техническая термодинамика|1983| с=67}}.
 
Як показано вище, точне відтворення термодинамічної шкали, а також ідеально&nbsp;— газової зв'язано з серйозними експериментальними труднощами. У першому випадку необхідно ретельно вимірювати кількість теплоти, яка підводиться і відводиться в ізотермічних процесах ідеального теплового двигуна. Такі вимірювання є дуже неточними. Відтворення термодинамічної та ідеально&nbsp;— газової шкали в діапазоні від 10 до 1337 <math>K</math> можливе за допомогою газового термометра. За вищих температур помітно виявляється дифузія робочого газу крізь стінки резервуара. При температурах у кілька тисяч градусів багатоатомні гази розпадаються на атоми, при ще вищих температурах іонізуються і перетворюються у плазму, яка не підкоряється рівнянню Клапейрона. Найнижча температура, яка може бути виміряна газовим термометром заповненим гелієм при низькому тиску є <math>1K</math>. Для вимірювання температур за межами можливостей газових термометрів використовують інші засоби вимірювання.
{{Main|Термометрія}}
 
{{reflist}}
 
=== Література ===
* {{УРЕ}}
* Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.&nbsp;М.&nbsp;Литвиненка НАН України, Донецький національний університет &nbsp;— Донецьк: «Вебер», 2008. &nbsp;— 758 с. &nbsp;— ISBN 978-966-335-206-0
* {{МГЕ|nocat=1}}
* {{книга|автор =Белоконь Н. И.| заголовок =Термодинамика| місце =М.| видавництво =Госэнергоиздат| рік =1954|том= | строрінок =417|серия= |isbn= |ref =Белоконь Н. И., Термодинамика|1954}}
52 820

редагувань