የሙቀት እና የሙቀት መለኪያ ጽንሰ-ሐሳብ. በፊዚክስ ውስጥ የሙቀት ፍቺ የሙቀት መጠን ይባላል

በጣም ብዙ ጊዜ በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ እንደ ሙቀት, ሙቅ, ቀዝቃዛ, የሰውነት ማሞቂያ ደረጃን የሚገልጹ ጽንሰ-ሐሳቦችን እንጠቀማለን. ይህ በስሜታችን ላይ የተመሰረተ ተጨባጭ አቀራረብ ነው. የሰውነት ሙቀት መጠን በአካላዊ መጠን የሙቀት መጠንን በመጠቀም በቁጥር ሊገለጽ ይችላል። የሙቀት መጠኑን በትክክል እንዴት መወሰን ይቻላል? ለዚሁ ዓላማ, ቴርሞሜትሮች የሚባሉት መሳሪያዎች አሉ, እነሱም እንደ ግፊት, መጠን እና ሁኔታ ባሉ የሙቀት መጠን ላይ ጥገኛ ናቸው. የሙቀት ሚዛን.

ቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን

የሙቀት መጠንየአካላት ስርዓት የሙቀት ሚዛን ሁኔታን ያሳያል። የተለያየ የሙቀት መጠን ያላቸውን ሁለት አካላት ወደ ንክኪ ካመጣህ ሰውነቶቹ ኃይል መለዋወጥ ይጀምራሉ. ከፍተኛ የእንቅስቃሴ ሃይል ያላቸው አካላት ጉልበታቸውን በትንሹ የእንቅስቃሴ ሃይል ወደ አካላት ያስተላልፋሉ። ከተወሰነ ጊዜ በኋላ, ይህ የኃይል ልውውጥ ይቆማል እና ይኖራል ቴርሞዳይናሚክስ (ቴርማል) ሚዛን, በየትኛው አካላት ውስጥ ለተፈለገው ጊዜ ሊቆዩ ይችላሉ. በዚህ ሁኔታ, የሰውነት ሙቀት መጠን ተመሳሳይ ነው.

ጋሊልዮ ጋሊሊ የተባለ ጣሊያናዊ ሳይንቲስት የሙቀትን ሜካኒካል ተፈጥሮ ሀሳቡን ገልጿል፤ በ1597 የመጀመሪያውን ቴርሞሜትር ሠራ። ቴርሞሜትሩ ከእሱ የሚወጣ ቱቦ ያለው የመስታወት ኳስ ይዟል. ቱቦው ወደ ውሃው ውስጥ ወረደ, እሱም በውስጡ ተነሳ. በኳሱ ውስጥ ያለው አየር ሲሞቅ ወይም ሲቀዘቅዝ የውሃው አምድ ወድቋል ወይም ተነሳ። ይህ ቴርሞሜትር ፍጽምና የጎደለው ነበር, ምክንያቱም የውሃው ዓምድ ቁመት በሙቀት ላይ ብቻ ሳይሆን በአየር ግፊት ላይም ጭምር ነው.

ሁሉም ሌሎች ቴርሞሜትሮች በኋላ ላይ ጥቅም ላይ የዋሉ ፈሳሾች. ነገር ግን፣ ከፈሳሾች በተለየ መልኩ፣ ብርቅዬ ጋዞች እየሰፉ እና እንደ ሙቀት መጠን በተመሳሳይ መልኩ ግፊት እንደሚቀይሩ ተስተውሏል። በሙቀት ሚዛናዊነት ውስጥ ላሉ ብርቅዬ ጋዞች በሙከራ ተወስኗል

የት T - ፍጹም ሙቀትበኬልቪን (K) ውስጥ በSI ክፍሎች ይለካሉ

k = 1.38 * 10 -23 ጄ / ኪ - የቦልትማን ቋሚ. በአውስትራሊያዊው የፊዚክስ ሊቅ የተሰየመ ፣ የ MKT የጋዞች ፅንሰ-ሀሳብ መስራቾች አንዱ የሆነው ሉድቪግ ቦልትማን።

ለዚህ ጥገኝነት ምስጋና ይግባውና በእቃው አይነት ላይ ያልተመሠረተ የሙቀት መጠንን መፍጠር እና የሙቀት መጠንን ለመለካት መጠቀም ተችሏል. በ1892 በፊዚክስ ዘርፍ በሰራው ስራ ሎርድ ኬልቪን ተብሎ በተሰየመው እንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ዊልያም ቶምሰን አስተዋወቀ።

ይህ ልኬት ይባላል ፍፁም (ቴርሞዳይናሚክስ) ልኬትየሙቀት መጠን ወይም የኬልቪን ሚዛን. ከዜሮ ነጥብ ባሻገር ( ፍጹም ዜሮ ሙቀት) በዚህ ልኬት፣ ከዝቅተኛው የንድፈ ሐሳብ ደረጃ የሙቀት መጠን ጋር የሚዛመደው ነጥብ፣ “ትንሹ ወይም የመጨረሻው ቅዝቃዜ” ተቀባይነት አለው። የእሱ መኖር በሎሞኖሶቭ ተንብዮ ነበር. የሙቀት መጠን T = 0 በኬልቪን ሚዛን, ከሴልሺየስ መለኪያ ጋር ይዛመዳል

በት / ቤት እና በዩኒቨርሲቲው የመማሪያ መጽሃፍቶች ውስጥ ስለ ሙቀት ብዙ ማብራሪያዎችን ማግኘት ይችላሉ. የሙቀት መጠን ሙቀትን ከቀዝቃዛ የሚለይ እሴት፣ እንደ የሰውነት ሙቀት መጠን፣ የሙቀት ምጣኔ ሁኔታ ባህሪ፣ እንደ ቅንጣት ነፃነት ደረጃ ካለው ኃይል ጋር ተመጣጣኝ እሴት ወዘተ. እናም ይቀጥላል. ብዙውን ጊዜ የአንድ ንጥረ ነገር የሙቀት መጠን የአንድ ንጥረ ነገር አማካኝ የኃይል እንቅስቃሴ የሙቀት እንቅስቃሴ መጠን ወይም የንጥረ ነገሮች የሙቀት እንቅስቃሴ መጠን መለኪያ ሆኖ ይገለጻል። የፊዚክስ የሰለስቲያል ፍጡር፣ ቲዎሪስት፣ ይገረማል፡- “እዚህ የማይገባ ነገር ምንድን ነው? የሙቀት መጠን ነው dQ/ ዲኤስ፣ የት ጥ- ሙቀት, እና ኤስ- ኢንትሮፒ! እንዲህ ዓይነቱ የተትረፈረፈ ትርጓሜዎች በአጠቃላይ ተቀባይነት ያለው ሳይንሳዊ የሙቀት ፍቺ በአሁኑ ጊዜ በፊዚክስ ውስጥ የለም የሚል ጥርጣሬን በማንኛውም ወሳኝ በሚያስብ ሰው ላይ ጥርጣሬን ይፈጥራል።

ለሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ምሩቃን ተደራሽ በሆነ ደረጃ የዚህን ጽንሰ-ሐሳብ ቀላል እና ልዩ ትርጓሜ ለማግኘት እንሞክር። እስቲ ይህን ምስል በዓይነ ሕሊናህ እናስብ። የመጀመሪያው በረዶ ወደቀ፣ እና ሁለት ወንድሞች በትምህርት ቤት በእረፍት ጊዜ “የበረዶ ኳሶች” በመባል የሚታወቅ አስደሳች ጨዋታ ጀመሩ። በዚህ ውድድር ወቅት ለተጫዋቾቹ ምን አይነት ጉልበት እንደሚተላለፍ እንይ። ለቀላልነት፣ ሁሉም ፕሮጄክቶች ግቡን ይመታሉ ብለን እንገምታለን። ጨዋታው ለታላቅ ወንድም ግልጽ በሆነ ጥቅም እየተካሄደ ነው። እሱ ደግሞ ትላልቅ የበረዶ ኳሶች አሉት, እና በከፍተኛ ፍጥነት ይጥላቸዋል. በእሱ የተጣሉ የበረዶ ኳሶች ሁሉ ጉልበት, የት ኤን ጋር- የመወርወር ብዛት, እና - የአንድ ኳስ አማካይ የእንቅስቃሴ ኃይል። አማካይ ሃይል የሚገኘው በተለመደው ቀመር በመጠቀም ነው፡-

እዚህ ኤም- የበረዶ ኳሶች ብዛት, እና ቁ- ፍጥነታቸው.

ይሁን እንጂ በትልቁ ወንድም የሚወጣው ጉልበት ሁሉ ወደ ታናሽ ጓደኛው አይተላለፍም. እንደ እውነቱ ከሆነ የበረዶ ኳሶች ግቡን በተለያየ አቅጣጫ ይመታሉ, ስለዚህ አንዳንዶቹ ከሰው ሲንጸባረቁ, የመጀመሪያውን ኃይል በከፊል ይይዛሉ. እውነት ነው, "በተሳካ ሁኔታ" የተጣሉ ኳሶችም አሉ, ይህም ጥቁር ዓይንን ሊያስከትል ይችላል. በኋለኛው ሁኔታ ሁሉም የፕሮጀክቱ የኪነቲክ ኢነርጂ ወደ ተቃጠለ ርዕሰ ጉዳይ ይተላለፋል. ስለዚህ, ወደ ታናሽ ወንድም የሚተላለፉ የበረዶ ኳሶች ኃይል እኩል ይሆናል ወደሚል መደምደሚያ ላይ ደርሰናል ኢ ጋር, ኤ
፣ የት Θ ጋር- አንድ የበረዶ ኳስ ሲመታ ወደ ትንሹ አጋር የሚተላለፈው የእንቅስቃሴ ኃይል አማካኝ እሴት። በአንድ የተጣለ ኳስ አማካኝ ሃይል በጨመረ ቁጥር አማካዩ ሃይል እንደሚጨምር ግልፅ ነው። Θ ጋር, ወደ ዒላማው በአንድ ፕሮጀክት ይተላለፋል. በቀላል ሁኔታ በመካከላቸው ያለው ግንኙነት በቀጥታ ተመጣጣኝ ሊሆን ይችላል- Θ ጋር =ሀ. በዚህም መሰረት ጁኒየር ተማሪው በውድድሩ ወቅት ጉልበቱን አውጥቷል።
, ነገር ግን ለታላቅ ወንድም የተላለፈው ጉልበት ያነሰ ይሆናል: እኩል ነው
፣ የት ኤን ኤም- የመወርወር ብዛት, እና Θ ኤም- የአንድ የበረዶ ኳስ አማካኝ ጉልበት በታላቅ ወንድሙ።

በሰውነት ሙቀት መስተጋብር ወቅት ተመሳሳይ የሆነ ነገር ይከሰታል. ሁለት አካላትን ወደ ግንኙነት ካመጣህ, የመጀመሪያው አካል ሞለኪውሎች ኃይልን ወደ ሁለተኛው አካል በአጭር ጊዜ ውስጥ በሙቀት መልክ ያስተላልፋሉ.
፣ የት Δ ኤስ 1 የመጀመሪያው አካል ከሁለተኛው አካል ጋር ያለው የሞለኪውሎች ግጭቶች ብዛት ነው, እና Θ 1 የመጀመሪያው የሰውነት ሞለኪውል በአንድ ግጭት ውስጥ ወደ ሁለተኛው አካል የሚያስተላልፈው አማካይ ኃይል ነው። በተመሳሳይ ጊዜ የሁለተኛው አካል ሞለኪውሎች ኃይልን ያጣሉ
. እዚህ Δ ኤስ 2 ከመጀመሪያው አካል ጋር የሁለተኛው አካል ሞለኪውሎች የመጀመሪያ ደረጃ መስተጋብር (የተፅዕኖዎች ብዛት) እና Θ 2 - የሁለተኛው አካል ሞለኪውል በአንድ ምት ወደ መጀመሪያው አካል የሚያስተላልፈው አማካይ ኃይል። መጠን Θ በፊዚክስ ውስጥ የሙቀት መጠን ይባላል. ተሞክሮ እንደሚያሳየው፣ በሬሾው ከሰውነት ሞለኪውሎች አማካኝ የኪነቲክ ሃይል ጋር ይዛመዳል፡-

(2)

እና አሁን ሁሉንም ከላይ ያሉትን ክርክሮች ማጠቃለል እንችላለን. የብዛቱን አካላዊ ይዘት በተመለከተ ምን መደምደሚያ ላይ መድረስ አለብን Θ ? በእኛ አስተያየት ሙሉ በሙሉ ግልጽ ነው.

ሰውነት በአንድ ውስጥ ወደ ሌላ ማክሮስኮፒክ ነገር ያስተላልፋል

ከዚህ ነገር ጋር መጋጨት.

እንደ ቀመር (2) የሙቀት መጠን የኃይል መለኪያ ነው, ይህም ማለት በ SI ስርዓት ውስጥ ያለው የሙቀት አሃድ ጁል ነው. ስለዚህ, በትክክል ለመናገር, እንደዚህ ያለ ነገር ማጉረምረም አለብዎት: "ትላንትና ጉንፋን እንደያዝኩ, ጭንቅላቴ ታመመ, እና የሙቀት መጠኑ እስከ 4.294 · 10 -21 ጄ!" የሙቀት መጠንን ለመለካት ያልተለመደ አሃድ አይደለም, እና እሴቱ በሆነ መልኩ በጣም ትንሽ ነው? ነገር ግን እየተነጋገርን ያለነው ከአንድ ሞለኪውል አማካኝ የኪነቲክ ኢነርጂ ክፍልፋይ ስለሆነው ሃይል መሆኑን አትርሳ!

በተግባር, የሙቀት መጠን በዘፈቀደ በተመረጡ ክፍሎች ይለካሉ: ፍሎረንትስ, ኬልቪን, ዲግሪ ሴልሺየስ, ዲግሪ ራንኪን, ዲግሪ ፋራናይት, ወዘተ. (ርዝመቱን በሜትሮች ሳይሆን በኬብሎች፣ ፋቶሞች፣ እርከኖች፣ ቨርሾኮች፣ እግሮች፣ ወዘተ መወሰን እችላለሁ። በአንደኛው ካርቱ ውስጥ የቦአ ኮንስትራክተር ርዝማኔ በቀቀኖች ውስጥ እንኳን እንደሚሰላ አስታውሳለሁ!)

የሙቀት መጠንን ለመለካት አንዳንድ ዳሳሾችን መጠቀም አስፈላጊ ነው, ይህም በጥናት ላይ ካለው ነገር ጋር መገናኘት አለበት.ይህንን ዳሳሽ እንጠራዋለን. ቴርሞሜትሪ አካል . ቴርሞሜትሪ አካል ሁለት ባህሪያት ሊኖረው ይገባል. በመጀመሪያ ደረጃ በጥናት ላይ ካለው ነገር በእጅጉ ያነሰ መሆን አለበት (በትክክል የቴርሞሜትሪክ አካል የሙቀት አቅም በጥናት ላይ ካለው የሙቀት አቅም በጣም ያነሰ መሆን አለበት). መደበኛ የሕክምና ቴርሞሜትር በመጠቀም የትንኝን ሙቀት ለመለካት ሞክረህ ታውቃለህ? ሞክረው! ምን ፣ ምንም አይሰራም? ነገሩ በሙቀት ልውውጥ ሂደት ውስጥ ነፍሳት የሙቀት መለኪያውን የኃይል ሁኔታ መለወጥ አይችሉም, ምክንያቱም የትንኝ ሞለኪውሎች አጠቃላይ ኃይል ከቴርሞሜትር ሞለኪውሎች ኃይል ጋር ሲወዳደር እዚህ ግባ የሚባል አይደለም.

ደህና, እሺ, ትንሽ ነገር እወስዳለሁ, ለምሳሌ እርሳስ, እና በእሱ እርዳታ የሙቀት መጠንን ለመለካት እሞክራለሁ. እንደገና, አንድ ነገር ጥሩ አይደለም ... እና የውድቀቱ ምክንያት ቴርሞሜትሪ አካል አንድ ተጨማሪ የግዴታ ንብረት ሊኖረው ይገባል: በጥናት ላይ ካለው ነገር ጋር ሲገናኙ, በእይታ ወይም በመጠቀም በቴርሞሜትሪ አካል ውስጥ ለውጦች መከሰት አለባቸው. መሳሪያዎች.

መደበኛ የቤት ቴርሞሜትር እንዴት እንደሚሰራ በጥልቀት ይመልከቱ። ቴርሞሜትሪ አካሉ ከቀጭን ቱቦ (ካፒላሪ) ጋር የተገናኘ ትንሽ ክብ ቅርጽ ያለው ዕቃ ነው። እቃው በፈሳሽ (ብዙውን ጊዜ ሜርኩሪ ወይም ባለቀለም አልኮል) ይሞላል. ሙቅ ከሆነ ወይም ቀዝቃዛ ነገር ጋር ሲገናኙ, ፈሳሹ ድምጹን ይለውጣል, እና በካፒታል ውስጥ ያለው የዓምዱ ቁመት በዚህ መሠረት ይለወጣል. ነገር ግን በፈሳሽ ዓምድ ቁመት ላይ ለውጦችን ለመመዝገብ, ወደ ቴርሞሜትሪ አካል መለኪያ ማያያዝም አስፈላጊ ነው. ቴርሞሜትሪክ አካል እና በተወሰነ መንገድ የተመረጠ ልኬት ያለው መሳሪያ ይባላል ቴርሞሜትር . በአሁኑ ጊዜ በስፋት ጥቅም ላይ የዋሉት ቴርሞሜትሮች የሴልሺየስ ሚዛን እና የኬልቪን ሚዛን ናቸው.

የሴልሺየስ ሚዛን በሁለት ማጣቀሻ (ማጣቀሻ) ነጥቦች ይመሰረታል. የመጀመሪያው የማመሳከሪያ ነጥብ ሶስት እጥፍ የውሃ ነጥብ ነው - እነዚያ አካላዊ ሁኔታዎች ሦስቱ የውሃ ደረጃዎች (ፈሳሽ, ጋዝ, ጠጣር) ሚዛናዊ ናቸው. ይህ ማለት የፈሳሽ ብዛት፣ የውሃ ክሪስታሎች ብዛት እና የውሃ ትነት በነዚህ ሁኔታዎች ሳይለወጡ ይቀራሉ። እንዲህ ያለ ሥርዓት ውስጥ እርግጥ ነው, በትነት እና ጤዛ ሂደቶች, ክሪስታላይዜሽን እና መቅለጥ, ነገር ግን እርስ በርስ ሚዛናዊ ናቸው. የሙቀት መለኪያ በጣም ከፍተኛ ትክክለኛነት የማያስፈልግ ከሆነ (ለምሳሌ የቤት ውስጥ ቴርሞሜትሮችን በማምረት) የመጀመሪያው የማመሳከሪያ ነጥብ የሚገኘው የቴርሞሜትሪክ አካልን በበረዶ ወይም በከባቢ አየር ውስጥ በሚቀልጥ በረዶ ውስጥ በማስቀመጥ ነው። ሁለተኛው የማመሳከሪያ ነጥብ ፈሳሽ ውሃ ከእንፋሎት (በሌላ አነጋገር የሚፈላ ውሃ ነጥብ) በተለመደው የከባቢ አየር ግፊት ላይ በሚመጣጠን ሁኔታ ነው. ከማጣቀሻ ነጥቦች ጋር በተዛመደ ቴርሞሜትር መለኪያ ላይ ምልክቶች ተሠርተዋል; በመካከላቸው ያለው ክፍተት ወደ አንድ መቶ ክፍሎች ይከፈላል. በዚህ መንገድ የሚመረጠው አንድ የልኬት ክፍፍል ዲግሪ ሴልሺየስ (˚C) ይባላል። የሶስት እጥፍ የውሃ ነጥብ ወደ 0 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ይወሰዳል.

የሴልሺየስ መለኪያ በዓለም ላይ ከፍተኛውን ተግባራዊ ጥቅም አግኝቷል; በሚያሳዝን ሁኔታ, በርካታ ጉልህ ድክመቶች አሉት. በዚህ ሚዛን ላይ ያለው የሙቀት መጠን አሉታዊ እሴቶችን ሊወስድ ይችላል, የኪነቲክ ሃይል እና, በዚህ መሰረት, የሙቀት መጠኑ አዎንታዊ ብቻ ሊሆን ይችላል. በተጨማሪም የቴርሞሜትሮች ንባብ በሴልሺየስ ሚዛን (ከማጣቀሻ ነጥቦች በስተቀር) በቴርሞሜትሪ አካል ምርጫ ላይ የተመሰረተ ነው.

የኬልቪን ሚዛን የሴልሺየስ ሚዛን ጉዳቶች የሉትም. ጥሩ ጋዝ ከኬልቪን ሚዛን ጋር በቴርሞሜትሮች ውስጥ እንደ ሥራ ንጥረ ነገር ጥቅም ላይ መዋል አለበት። የኬልቪን ሚዛን በሁለት የማጣቀሻ ነጥቦችም ይመሰረታል. የመጀመሪያው የማጣቀሻ ነጥብ ተስማሚ የጋዝ ሞለኪውሎች የሙቀት እንቅስቃሴ የሚቆምበት አካላዊ ሁኔታ ነው. ይህ ነጥብ በኬልቪን ሚዛን 0 ተደርጎ ይወሰዳል።ሁለተኛው የማመሳከሪያ ነጥብ የሶስትዮሽ የውሃ ነጥብ ነው። በማጣቀሻ ነጥቦች መካከል ያለው የጊዜ ክፍተት በ 273.15 ክፍሎች የተከፈለ ነው. በዚህ መንገድ የተመረጠው የልኬት ክፍል አንዱ ኬልቪን (ኬ) ይባላል። የክፍሎች ቁጥር 273.15 ተመርጧል ስለዚህ የኬልቪን ሚዛን ዋጋ ከሴልሺየስ መለኪያ ዋጋ ጋር ይጣጣማል, ከዚያም በኬልቪን ሚዛን ላይ ያለው የሙቀት ለውጥ በሴልሺየስ መለኪያ ላይ ካለው የሙቀት ለውጥ ጋር ይጣጣማል; ይህም አንዱን ሚዛን ከማንበብ ወደ ሌላ መሸጋገር ቀላል ያደርገዋል። በኬልቪን ሚዛን ላይ ያለው የሙቀት መጠን ብዙውን ጊዜ በደብዳቤው ይገለጻል ቲ. በሙቀቶች መካከል ያለው ግንኙነት ቲበሴልሺየስ ሚዛን እና የሙቀት መጠን ቲ, በኬልቪን የሚለካው በግንኙነቶች የተመሰረተ ነው

እና
.

ከሙቀት መጠን ለመቀየር ቲ, በ K, ወደ ሙቀት መጠን ይለካሉ Θ የቦልትማን ቋሚ በ joules ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ክ= 1.38 · 10 -23 ጄ/ኬ፣ በ 1 ኪ ምን ያህል ጁልሎች ያሳያል።

Θ = ኪ.ቲ.

አንዳንድ ብልህ ሰዎች በቦልትማን ቋሚ ውስጥ አንዳንድ ሚስጥራዊ ትርጉም ለማግኘት ይሞክራሉ; ይህ በእንዲህ እንዳለ ክ- የሙቀት መጠንን ከኬልቪን ወደ ጁልስ ለመለወጥ በጣም የተለመደው ኮፊሸን።

የአንባቢውን ትኩረት ወደ ሶስት ልዩ የሙቀት ባህሪያት እናስብ። በመጀመሪያ፣ እሱ የአንድ ቅንጣቶች ስብስብ አማካይ (ስታቲስቲካዊ) መለኪያ ነው። በምድር ላይ የሰዎችን አማካይ ዕድሜ ለማግኘት እንደወሰንክ አስብ። ይህንን ለማድረግ ወደ ኪንደርጋርተን እንሄዳለን, የሁሉንም ልጆች እድሜ ጠቅለል አድርገን እና ይህንን መጠን በልጆች ቁጥር እንከፋፍለን. በምድር ላይ ያሉ ሰዎች አማካይ ዕድሜ 3.5 ዓመት ነው! እነሱ በትክክል ያሰቡ ይመስሉ ነበር, ነገር ግን ያገኙት ውጤት አስቂኝ ነበር. ነገር ግን ጠቅላላው ነጥብ በስታቲስቲክስ ውስጥ እጅግ በጣም ብዙ በሆኑ ነገሮች ወይም ክስተቶች መስራት ያስፈልግዎታል. ቁጥራቸው ከፍ ባለ መጠን (በሀሳብ ደረጃ ማለቂያ የሌለው ትልቅ መሆን አለበት) ፣ የአማካይ ስታቲስቲካዊ ግቤት ዋጋ የበለጠ ትክክለኛ ይሆናል። ስለዚህ, የሙቀት ጽንሰ-ሐሳብ የሚሠራው እጅግ በጣም ብዙ ቅንጣቶችን ለያዙ አካላት ብቻ ነው. አንድ ጋዜጠኛ ስሜትን ለማሳደድ በጠፈር መርከብ ላይ የሚወድቁ ንጥረ ነገሮች የሙቀት መጠን በብዙ ሚሊዮን ዲግሪ እንደሆነ ሲዘግብ የጠፈር ተመራማሪዎች ዘመዶች መሳት የለባቸውም፡ በመርከቧ ላይ ምንም አስከፊ ነገር አይከሰትም - ማንበብና መጻፍ የማይችል ጸሐፊ ብቻውን ያልፋል። እንደ የሙቀት መጠን አነስተኛ ቁጥር ያላቸው የጠፈር ቅንጣቶች ኃይል። ነገር ግን ወደ ማርስ የምትሄደው መርከቧ አካሄዷን አጥታ ወደ ፀሀይ ከተቃረበ ችግር ይፈጠር ነበር፡ በመርከቧ ላይ የሚርመሰመሱት ቅንጣቶች ብዛት በጣም ትልቅ ሲሆን የፀሃይ ኮሮና ሙቀት 1.5 ሚሊዮን ዲግሪ ነው።

በሁለተኛ ደረጃ, የሙቀት መጠኑ የሙቀት መጠንን ያሳያል, ማለትም. የተዘበራረቀ የንጥሎች እንቅስቃሴ. በኤሌክትሮኒካዊ oscilloscope ውስጥ, በስክሪኑ ላይ ያለው ምስል በአንድ ነጥብ ላይ በማተኮር በኤሌክትሮኖች ጠባብ ዥረት ይሳባል. እነዚህ ኤሌክትሮኖች በተወሰነ ተመሳሳይ እምቅ ልዩነት ውስጥ ያልፋሉ እና በግምት ተመሳሳይ ፍጥነት ያገኛሉ። ለእንደዚህ ዓይነቱ የንጥሎች ስብስብ ብቃት ያለው ልዩ ባለሙያተኛ የእንቅስቃሴ ኃይላቸውን (ለምሳሌ ፣ 1500 ኤሌክትሮን ቮልት) ያሳያል ፣ በእርግጥ የእነዚህ ቅንጣቶች ሙቀት አይደለም ።

በመጨረሻም ፣ በሦስተኛ ደረጃ ፣ የሙቀት መጠንን ከአንዱ አካል ወደ ሌላ ማስተላለፍ የሚከናወነው የእነዚህ አካላት ቅንጣቶች ቀጥተኛ ግጭት ምክንያት ብቻ ሳይሆን በኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ብዛት (quanta) ውስጥ ኃይልን በመምጠጥ ምክንያት መሆኑን እናስተውላለን () ይህ ሂደት የሚከሰተው በባህር ዳርቻ ላይ ፀሐይ ስትታጠብ ነው) . ስለዚህ አጠቃላይ እና ትክክለኛ የሙቀት ፍቺ በሚከተለው መልኩ መቅረጽ አለበት።

የሰውነት ሙቀት (ንጥረ ነገር ፣ ስርዓት) የዚህ ሞለኪውል አማካይ ኃይል በቁጥር እኩል የሆነ አካላዊ ብዛት ነው።

ሰውነት በአንድ ውስጥ ወደ ሌላ ማክሮስኮፒክ ነገር ያስተላልፋል

ከዚህ ነገር ጋር ያለው ግንኙነት የመጀመሪያ ደረጃ ድርጊት.

በማጠቃለያው በዚህ ጽሑፍ መጀመሪያ ላይ ወደ ተብራሩት ትርጓሜዎች እንመለስ። ከ ቀመር (2) የንብረቱ የሙቀት መጠን የሚታወቅ ከሆነ የንጥረቱ ቅንጣቶች አማካይ ኃይል በማያሻማ ሁኔታ ሊታወቅ ይችላል. ስለዚህም የሙቀት መጠኑ የሞለኪውሎች ወይም አቶሞች አማካኝ ኃይል መለኪያ ነው (በነገራችን ላይ የንጥረ ነገሮች አማካኝ ኃይል በቀጥታ በሙከራ ሊታወቅ እንደማይችል ልብ ይበሉ)። በሌላ በኩል የኪነቲክ ሃይል ከፍጥነቱ ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው; ይህ ማለት የሙቀት መጠኑ ከፍ ባለ መጠን የሞለኪውሎቹ ፍጥነት ከፍ ባለ መጠን እንቅስቃሴያቸው እየጨመረ ይሄዳል። ስለዚህ, የሙቀት መጠን የንጥረ ነገሮች የሙቀት እንቅስቃሴ መጠን መለኪያ ነው. እነዚህ ፍቺዎች በእርግጠኝነት ተቀባይነት አላቸው, ነገር ግን በጣም አጠቃላይ እና በተፈጥሮ ውስጥ ሙሉ ለሙሉ ጥራት ያላቸው ናቸው.

የሙቀት መጠኑ ቀላል ነው!

የሙቀት መጠን

የሙቀት መጠንየሞለኪውሎች አማካኝ የኪነቲክ ሃይል መለኪያ ነው።
የሙቀት መጠን የአካላትን ማሞቂያ ደረጃ ያሳያል.

የሙቀት መለኪያ መሳሪያ - ቴርሞሜትር.
የአሠራር መርህቴርሞሜትር
የሙቀት መጠንን በሚለኩበት ጊዜ, በሙቀት ላይ ያለው ንጥረ ነገር በማንኛውም ማክሮስኮፒክ መለኪያ (ድምጽ, ግፊት, የኤሌክትሪክ መከላከያ, ወዘተ) ላይ ያለው ለውጥ ጥገኛነት ጥቅም ላይ ይውላል.
በፈሳሽ ቴርሞሜትሮች ውስጥ, ይህ በፈሳሽ መጠን ላይ ለውጥ ነው.
ሁለት ሚዲያዎች ሲገናኙ፣ ሃይል ከሚሞቀው አካባቢ ወደ ትንሽ ሙቀት ይተላለፋል።
በመለኪያ ሂደት ውስጥ, የሰውነት ሙቀት እና ቴርሞሜትር የሙቀት ምጣኔ (thermal equilibrium) ሁኔታ ላይ ይደርሳሉ.

ፈሳሽ ቴርሞሜትሮች

በተግባር, ፈሳሽ ቴርሞሜትሮች ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ-ሜርኩሪ (ከ -35 o C እስከ +750 o C ባለው ክልል ውስጥ) እና አልኮል (ከ -80 o C እስከ +70 o C).
የሙቀት መጠኑ በሚቀየርበት ጊዜ የፈሳሽ ንብረቱን ለመለወጥ ይጠቀማሉ.
ይሁን እንጂ እያንዳንዱ ፈሳሽ በተለያየ የሙቀት መጠን ውስጥ የድምፅ ለውጥ (መስፋፋት) የራሱ ባህሪያት አለው.
በማነፃፀር የተነሳ ለምሳሌ የሜርኩሪ እና የአልኮሆል ቴርሞሜትሮች ንባብ ትክክለኛ ግጥሚያ በሁለት ነጥብ ብቻ (በ 0 o C እና 100 o C የሙቀት መጠን) ይሆናል።
የጋዝ ቴርሞሜትሮች እነዚህ ጉዳቶች የላቸውም.

የጋዝ ቴርሞሜትሮች

የመጀመሪያው የጋዝ ቴርሞሜትር የተፈጠረው በፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ ጄ.

ጥቅሞችየጋዝ ቴርሞሜትር;
- በጋዝ መጠን ለውጥ ወይም በሙቀት ላይ ግፊት ያለው ቀጥተኛ ጥገኛ ጥቅም ላይ ይውላል ፣ ይህም ለሁሉም ጋዞች የሚሰራ ነው።
- የመለኪያ ትክክለኛነት ከ 0.003 o C እስከ 0.02 o ሴ
- የሙቀት መጠን ከ -271 o C እስከ +1027 o ሴ.

የሙቀት ሚዛን

የተለያየ የሙቀት መጠን ያላቸው ሁለት አካላት ሲገናኙ፣ የውስጣዊው ሃይል ከሚሞቀው አካል ወደ ሞቃታማው አካል ይተላለፋል እና የሁለቱም አካላት የሙቀት መጠን እኩል ይሆናል።
የሁለቱም አካላት ማክሮ ፓራሜትሮች (ድምጽ ፣ ግፊት ፣ ሙቀት) በቀጣይ በቋሚ ውጫዊ ሁኔታዎች ሳይለወጡ የሚቆዩበት የሙቀት ሚዛን ሁኔታ ይከሰታል።

የሙቀት ሚዛንሁሉም የማክሮስኮፒክ መለኪያዎች ላልተወሰነ ጊዜ ሳይለወጡ የሚቆዩበት ሁኔታ ነው።
የአካላት ስርዓት የሙቀት ምጣኔ ሁኔታ በሙቀት ይገለጻል-ሁሉም የስርአቱ አካላት በሙቀት ሚዛን ውስጥ ያሉት ሁሉም አካላት ተመሳሳይ ሙቀት አላቸው.
በሙቀት ሚዛን የሁሉም ጋዞች ሞለኪውሎች የትርጉም እንቅስቃሴ አማካኝ የኪነቲክ ሃይሎች አንድ አይነት እንደሆኑ ተረጋግጧል፣ ማለትም።

ለ rarefied (ተስማሚ) ጋዞች ዋጋ

እና በሙቀት ላይ ብቻ ይወሰናል, ከዚያ

የት k Boltzmann ቋሚ ነው

ይህ ጥገኝነት አዲስ የሙቀት መጠንን ለማስተዋወቅ ያስችላል - ፍጹም የሙቀት መለኪያ ሙቀትን ለመለካት ጥቅም ላይ በሚውለው ንጥረ ነገር ላይ የተመሰረተ አይደለም.

ፍጹም የሙቀት መጠን

በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ W. Kelvin አስተዋወቀ
- ምንም አሉታዊ የሙቀት

የፍፁም የሙቀት መጠን SI አሃድ: [T] = 1K (ኬልቪን)
የፍፁም ሚዛን ዜሮ ሙቀት ፍፁም ዜሮ ነው (0K = -273 o C) በተፈጥሮ ውስጥ ዝቅተኛው የሙቀት መጠን። በአሁኑ ጊዜ ዝቅተኛው የሙቀት መጠን ደርሷል - 0.0001 ኪ.
የ 1 ኪ እሴት ከ 1 o ሴ ጋር እኩል ነው.

በፍፁም ሚዛን እና በሴልሺየስ ሚዛን መካከል ያለው ግንኙነት

አስታውስ!በቀመር ውስጥ፣ ፍፁም የሙቀት መጠን በ “T” ፊደል፣ እና የሙቀት መጠኑ በሴልሺየስ ሚዛን በ “t” ፊደል ይገለጻል።

ፍጹም ሙቀትን ካስተዋወቅን በኋላ እናገኛለን ለቀመር አዲስ አገላለጾች፡-

የሞለኪውሎች የትርጉም እንቅስቃሴ አማካይ የኪነቲክ ኃይል

የጋዝ ግፊት - የ MKT መሰረታዊ እኩልታ

የሞለኪውሎች አማካይ ካሬ ፍጥነት

እቅድ፡

መግቢያ

• 1 ቴርሞዳይናሚክስ ትርጉም
  • 1.1 የቴርሞዳይናሚክስ አቀራረብ ታሪክ
• 2 በስታቲስቲክ ፊዚክስ ውስጥ የሙቀት መጠንን መወሰን
• 3 የሙቀት መለኪያ
• 4 የሙቀት አሃዶች እና ልኬት
  • 4.1 የኬልቪን የሙቀት መጠን መለኪያ
  • 4.2 ሴልሺየስ ልኬት
  • 4.3 ፋራናይት
• 5 የሙቀት እንቅስቃሴ ኃይል በፍፁም ዜሮ
  • 5.1 የሙቀት መጠን እና ጨረር
  • 5.2 Reauur ልኬት
• 6 ከተለያዩ መጠኖች ሽግግሮች
• 7 የሙቀት መለኪያዎችን ማወዳደር
• 8 የደረጃ ሽግግር ባህሪያት
• 9 አስደሳች እውነታዎች
ማስታወሻዎች
ስነ-ጽሁፍ

መግቢያ

የሙቀት መጠን(ከላቲ. temperatura- ትክክለኛ ድብልቅ ፣ መደበኛ ሁኔታ) በአንድ የነፃነት ደረጃ በቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን ውስጥ የሚገኙትን የማክሮስኮፒክ ስርዓት ቅንጣቶች አማካኝ የእንቅስቃሴ ኃይልን የሚገልጽ scalar አካላዊ ብዛት ነው።

የሙቀት መለኪያው እንቅስቃሴው ራሱ አይደለም, ነገር ግን የዚህ እንቅስቃሴ ምስቅልቅል ተፈጥሮ ነው. የአንድ አካል ሁኔታ በዘፈቀደ የሙቀት ሁኔታን የሚወስን ሲሆን ይህ ሀሳብ (በመጀመሪያ የተፈጠረው በቦልትማን ነው) የአንድ የሰውነት ሙቀት ሁኔታ የሚወሰነው በእንቅስቃሴው ኃይል ሳይሆን በዚህ እንቅስቃሴ በዘፈቀደ ነው. እኛ መጠቀም ያለብን የሙቀት ክስተቶች መግለጫ ውስጥ አዲሱ ጽንሰ-ሐሳብ ነው…

(ፒ.ኤል. ካፒትሳ)

በአለምአቀፍ የዩኒቶች ሲስተም (SI) ቴርሞዳይናሚክስ የሙቀት መጠን ከሰባቱ መሠረታዊ ክፍሎች አንዱ ሲሆን በኬልቪን ውስጥ ይገለጻል። ልዩ ስም ያላቸው የSI መጠኖች በዲግሪ ሴልሺየስ የሚለካ የሴልሺየስ የሙቀት መጠን ያካትታሉ። በተግባር ፣ ዲግሪ ሴልሺየስ ብዙውን ጊዜ ጥቅም ላይ የሚውሉት ከታሪካዊ ግንኙነት ጋር ባለው የውሃ ባህሪዎች ምክንያት - የበረዶ መቅለጥ (0 ° ሴ) እና የፈላ ነጥብ (100 ° ሴ) ነው። አብዛኞቹ የአየር ንብረት ሂደቶች፣ በዱር አራዊት ውስጥ ያሉ ሂደቶች፣ ወዘተ ከዚህ ክልል ጋር ስለሚዛመዱ ይህ ምቹ ነው። የአንድ ዲግሪ ሴልሺየስ የሙቀት ለውጥ የአንድ ኬልቪን የሙቀት መጠን ለውጥ ጋር እኩል ነው። ስለዚህ በ 1967 የኬልቪን አዲስ ትርጉም ከገባ በኋላ, የፈላ ውሃው ቋሚ የማጣቀሻ ነጥብ ሚና መጫወት አቆመ እና ትክክለኛ መለኪያዎች እንደሚያሳዩት, ከ 100 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ጋር እኩል አይደለም, ነገር ግን ወደ 99.975 ቅርብ ነው. ° ሴ

የፋራናይት ሚዛኖች እና አንዳንድ ሌሎችም አሉ።

1. ቴርሞዳይናሚክስ ፍቺ

የተመጣጠነ ሁኔታ መኖር የቴርሞዳይናሚክስ የመጀመሪያ የመጀመሪያ ቦታ ይባላል። ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ የመጀመሪያ አቀማመጥ ሚዛናዊ ሁኔታ በተወሰነ መጠን የሚገለጽ መግለጫ ነው ፣ ይህም በሁለት ሚዛናዊ ስርዓቶች የሙቀት ግንኙነት ፣ በሃይል ልውውጥ ምክንያት ለእነሱ ተመሳሳይ ይሆናል። ይህ መጠን የሙቀት መጠን ይባላል.

1.1. የቴርሞዳይናሚክስ አቀራረብ ታሪክ

“ሙቀት” የሚለው ቃል የተነሳው በእነዚያ ቀናት ሰዎች የበለጠ ሞቃታማ አካላት ብዙ ከሚሞቁት ይልቅ ልዩ ንጥረ ነገር - ካሎሪክ - እንደያዙ ያምኑ ነበር። ስለዚህ, የሙቀት መጠኑ እንደ የሰውነት ንጥረ ነገር እና የካሎሪክ ድብልቅ ጥንካሬ እንደሆነ ይታወቅ ነበር. በዚህ ምክንያት የአልኮል መጠጦች ጥንካሬ እና የሙቀት መጠን መለኪያ አሃዶች ተመሳሳይ - ዲግሪዎች ይባላሉ.

በተመጣጣኝ ሁኔታ, የሙቀት መጠኑ ለሁሉም የስርአቱ ማክሮስኮፕ ክፍሎች ተመሳሳይ ዋጋ አለው. በስርዓቱ ውስጥ ያሉ ሁለት አካላት ተመሳሳይ የሙቀት መጠን ካላቸው በመካከላቸው የንጥረ ነገሮች (ሙቀት) የኪነቲክ ሃይል ዝውውር አይኖርም። የሙቀት ልዩነት ካለ, ሙቀቱ ከፍ ያለ ሙቀት ካለው የሰውነት አካል ወደ ዝቅተኛ አካል ይንቀሳቀሳል, ምክንያቱም አጠቃላይ ኢንትሮፒ ስለሚጨምር.

የሙቀት መጠን ሕያዋን ቲሹ ከመስጠት ወይም ሙቀት ከመቀበል ጋር በተዛመደ “ሙቅ” እና “ቀዝቃዛ” ከሚሉት ተጨባጭ ስሜቶች ጋር የተቆራኘ ነው።

አንዳንድ የኳንተም ሜካኒካል ስርዓቶች ኢንትሮፒ በማይጨምርበት ሁኔታ ውስጥ ሊሆኑ ይችላሉ ነገር ግን ከኃይል መጨመር ጋር ይቀንሳል, ይህም በመደበኛነት ከአሉታዊ ፍፁም የሙቀት መጠን ጋር ይዛመዳል. ይሁን እንጂ እንደነዚህ ያሉት ግዛቶች "ከፍፁም ዜሮ በታች" አይደሉም ነገር ግን "ከማይታወቅ በላይ" ናቸው, ምክንያቱም እንዲህ ዓይነቱ ሥርዓት አዎንታዊ ሙቀት ካለው አካል ጋር ሲገናኝ, ኃይል ከስርአቱ ወደ ሰውነት ይተላለፋል, እና በተቃራኒው አይደለም (ለ ተጨማሪ ዝርዝሮች፣ ኳንተም ቴርሞዳይናሚክስ ይመልከቱ)።

የሙቀት ባህሪያት የፊዚክስ ቅርንጫፍ - ቴርሞዳይናሚክስ ያጠናል. የሙቀት መጠኑ በሌሎች የፊዚክስ ዘርፎች እንዲሁም በኬሚስትሪ እና ባዮሎጂን ጨምሮ በብዙ የሳይንስ ዘርፎች ትልቅ ሚና ይጫወታል።

2. በስታቲስቲክ ፊዚክስ ውስጥ የሙቀት መጠንን መወሰን

በስታቲስቲክ ፊዚክስ ውስጥ, የሙቀት መጠኑ በቀመር ይወሰናል

,

S entropy ባለበት, ኢ የቴርሞዳይናሚክስ ስርዓት ኃይል ነው. በዚህ መንገድ የተዋወቀው ቲ ዋጋ ለተለያዩ አካላት በቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን ተመሳሳይ ነው። ሁለት አካላት ሲገናኙ ትልቅ ቲ ዋጋ ያለው አካል ሃይልን ለሌላው ያስተላልፋል።

3. የሙቀት መለኪያ

ቴርሞዳይናሚክስ የሙቀት መጠንን ለመለካት, የቴርሞሜትሪክ ንጥረ ነገር የተወሰነ ቴርሞዳይናሚክ መለኪያ ይመረጣል. የዚህ ግቤት ለውጥ ከሙቀት ለውጥ ጋር በግልጽ የተያያዘ ነው. የቴርሞዳይናሚክስ ቴርሞሜትር ንቡር ምሳሌ የጋዝ ቴርሞሜትር ሲሆን በውስጡም የሙቀት መጠኑ ቋሚ መጠን ባለው ሲሊንደር ውስጥ ያለውን የጋዝ ግፊት በመለካት ይወሰናል። ፍፁም ጨረር፣ ጫጫታ እና አኮስቲክ ቴርሞሜትሮችም ይታወቃሉ።

ቴርሞዳይናሚክስ ቴርሞሜትሮች ለተግባራዊ ዓላማዎች ጥቅም ላይ ሊውሉ የማይችሉ በጣም ውስብስብ ክፍሎች ናቸው. ስለዚህ፣ አብዛኛዎቹ መለኪያዎች የሚሠሩት ተግባራዊ ቴርሞሜትሮችን በመጠቀም ነው፣ እነሱም ሁለተኛ ደረጃ ናቸው፣ ምክንያቱም የአንድን ነገር ንብረት ከሙቀት ጋር በቀጥታ ማገናኘት ስለማይችሉ ነው። የ interpolation ተግባርን ለማግኘት በአለምአቀፍ የሙቀት መጠን በማጣቀሻ ነጥቦች ላይ መስተካከል አለባቸው. በጣም ትክክለኛው ተግባራዊ ቴርሞሜትር የፕላቲኒየም መከላከያ ቴርሞሜትር ነው. የሙቀት መለኪያ መሳሪያዎች ብዙውን ጊዜ በተመጣጣኝ ሚዛን - ሴልሺየስ ወይም ፋራናይት ይስተካከላሉ.

በተግባር, የሙቀት መጠንም ይለካል

• ፈሳሽ እና ሜካኒካል ቴርሞሜትሮች,
• ቴርሞፕል,
• የመቋቋም ቴርሞሜትር,

• ጋዝ ቴርሞሜትር,
• ፒሮሜትር

የሌዘር ጨረር መለኪያዎችን በመለካት ላይ በመመርኮዝ የሙቀት መጠንን ለመለካት የቅርብ ጊዜ ዘዴዎች ተዘጋጅተዋል።

4. የሙቀት መለኪያ አሃዶች እና ልኬት

የሙቀት መጠን የሞለኪውሎች የኪነቲክ ኢነርጂ ስለሆነ በሃይል አሃዶች (ማለትም በ SI ስርዓት ውስጥ በጆውልስ ውስጥ) መለካት በጣም ተፈጥሯዊ እንደሆነ ግልጽ ነው. ይሁን እንጂ የሙቀት መለካት የጀመረው የሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ ከመፈጠሩ ከረጅም ጊዜ በፊት ነው, ስለዚህ ተግባራዊ ሚዛኖች በተለመደው አሃዶች ውስጥ ያለውን የሙቀት መጠን ይለካሉ - ዲግሪዎች.

4.1. የኬልቪን የሙቀት መጠን መለኪያ

የፍፁም ሙቀት ፅንሰ-ሀሳብ በደብሊው ቶምሰን (ኬልቪን) አስተዋወቀ እና ስለዚህ ፍፁም የሙቀት መለኪያው የኬልቪን ሚዛን ወይም ቴርሞዳይናሚክ የሙቀት መለኪያ ይባላል። የፍፁም ሙቀት አሃድ ኬልቪን (K) ነው።

ፍፁም የሙቀት መለኪያው ይባላል ምክንያቱም የታችኛው የሙቀት መጠን የመሬት ሁኔታ መለኪያ ፍፁም ዜሮ ነው, ማለትም, በጣም ዝቅተኛው የሙቀት መጠን, በመሠረቱ, የሙቀት ኃይልን ከአንድ ንጥረ ነገር ለማውጣት የማይቻል ነው.

ፍፁም ዜሮ በ 0 K ይገለጻል, እሱም ከ -273.15 ° ሴ (በትክክል) ጋር እኩል ነው.

የኬልቪን የሙቀት መጠን መለኪያ በፍፁም ዜሮ የሚጀምር ሚዛን ነው።

ትልቅ ጠቀሜታ በኬልቪን ቴርሞዳይናሚክ ሚዛን ላይ የተመሰረተ ልማት, በማጣቀሻ ነጥቦች ላይ የተመሰረተ ዓለም አቀፍ ተግባራዊ ሚዛኖች - በመጀመሪያ ደረጃ ቴርሞሜትሪ ዘዴዎች የሚወሰኑ የንፁህ ንጥረ ነገሮች ደረጃ ሽግግር. የመጀመሪያው ዓለም አቀፍ የሙቀት መለኪያ በ 1927 በ ITS-27 ተቀባይነት አግኝቷል. ከ 1927 ጀምሮ, ልኬቱ ብዙ ጊዜ እንደገና ተስተካክሏል (MTSh-48, MPTS-68, MTSH-90): የማጣቀሻ የሙቀት መጠኖች እና የመተላለፊያ ዘዴዎች ተለውጠዋል, ነገር ግን መርሆው አንድ አይነት ነው - የመለኪያው መሠረት የደረጃ ሽግግር ስብስብ ነው. በእነዚህ ነጥቦች ላይ የተስተካከሉ የተወሰኑ የቴርሞዳይናሚክ ሙቀቶች እና የመተጣጠፍ መሳሪያዎች ያላቸው የንፁህ ንጥረ ነገሮች። የ ITS-90 ልኬት በአሁኑ ጊዜ በሥራ ላይ ነው። ዋናው ሰነድ (በሚዛን ላይ ያሉ ህጎች) የኬልቪን ፍቺን ፣ የደረጃ ሽግግር ሙቀቶችን (የማጣቀሻ ነጥቦችን) እና የመሃል ዘዴዎችን ያዘጋጃል።

በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት የሙቀት መጠኖች - ሴልሺየስ እና ፋራናይት (በዋነኛነት በአሜሪካ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ) - ፍጹም አይደሉም እና ስለሆነም የሙቀት መጠኑ ከቀዝቃዛው የውሃ ነጥብ በታች በሚቀንስባቸው ሁኔታዎች ውስጥ ሙከራዎችን ሲያካሂዱ ምቹ አይደሉም ፣ ለዚህም ነው የሙቀት መጠኑ አሉታዊ መገለጽ ያለበት። ቁጥር ለእንደዚህ አይነት ጉዳዮች, ፍጹም የሙቀት መጠን መለኪያዎች ገብተዋል.

ከመካከላቸው አንዱ የ Rankine ሚዛን ይባላል, ሌላኛው ደግሞ ፍፁም ቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን (ኬልቪን ሚዛን) ነው; የሙቀት መጠናቸው የሚለካው በቅደም ተከተል በዲግሪ ራንኪን (°Ra) እና kelvin (K) ነው። ሁለቱም ሚዛኖች በዜሮ ሙቀት ይጀምራሉ. በኬልቪን ሚዛን ላይ ያለው የአንድ ክፍል ዋጋ በሴልሺየስ ሚዛን ላይ ካለው ዋጋ ጋር እኩል ነው ፣ እና በ Rankine ሚዛን ላይ ያለው የአንድ ክፍል ዋጋ የሙቀት መለኪያዎችን ከፋራናይት ሚዛን ጋር እኩል ነው። በመደበኛ የከባቢ አየር ግፊት የሚቀዘቅዝ የውሃ ነጥብ ከ 273.15 ኪ, 0 ° ሴ, 32 °F ጋር ይዛመዳል.

የኬልቪን ሚዛን ከሶስት እጥፍ የውሃ ነጥብ (273.16 ኪ) ጋር የተሳሰረ ነው, እና የቦልትማን ቋሚው በእሱ ላይ የተመሰረተ ነው. ይህ የከፍተኛ ሙቀት መለኪያዎችን የትርጉም ትክክለኛነት ችግር ይፈጥራል. BIPM አሁን የሶስትዮሽ ነጥቡን የሙቀት መጠን ከማጣቀስ ይልቅ ወደ ኬልቪን አዲስ ትርጉም የመሄድ እና የቦልትማንን ቋሚ የመጠገን እድል እያሰበ ነው። .

4.2. ሴልሺየስ

በቴክኖሎጂ ፣ በሕክምና ፣ በሜትሮሎጂ እና በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ፣ የሴልሺየስ ሚዛን ጥቅም ላይ ይውላል ፣ በዚህ ጊዜ የሶስትዮሽ የውሃ ሙቀት 0.008 ° ሴ ነው ፣ ስለሆነም በ 1 ኤቲኤም ግፊት ያለው የውሃ ማቀዝቀዣ ነጥብ 0 ° ሴ ነው ። ሲ. በአሁኑ ጊዜ የሴልሺየስ መለኪያ የሚወሰነው በኬልቪን ሚዛን ነው: በሴልሺየስ ሚዛን ላይ ያለው የአንድ ክፍል ዋጋ በኬልቪን ሚዛን ላይ ካለው ዋጋ ጋር እኩል ነው, t (° C) = T (K) - 273.15. ስለዚህ በመጀመሪያ ሴልሺየስ በ 100 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ማመሳከሪያነት የተመረጠው የውሃ መፍለቂያ ነጥብ ጠቀሜታውን አጥቷል እና ዘመናዊ ግምቶች የፈላ ነጥቡን በመደበኛ የከባቢ አየር ግፊት በ 99.975 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ላይ ያደርገዋል። ውሃ በፕላኔታችን ላይ በጣም የተስፋፋ በመሆኑ እና ህይወታችን በእሱ ላይ የተመሰረተ ስለሆነ በጣም ምቹ ነው. ዜሮ ሴልሺየስ ለሜትሮሎጂ ልዩ ነጥብ ነው, ምክንያቱም በከባቢ አየር ውስጥ ካለው ውሃ ቅዝቃዜ ጋር የተያያዘ ነው. ልኬቱ በ1742 በአንደርደር ሴልሺየስ የቀረበ ነው።

4.3. ፋራናይት

በእንግሊዝ እና በተለይም በዩኤስኤ ውስጥ የፋራናይት መለኪያ ጥቅም ላይ ይውላል. ዜሮ ዲግሪ ሴልሺየስ 32 ዲግሪ ፋራናይት ሲሆን አንድ ዲግሪ ፋራናይት 9/5 ዲግሪ ሴልሺየስ ነው።

አሁን ያለው የፋራናይት መለኪያ ፍቺ የሚከተለው ነው፡- የሙቀት መለኪያ ሲሆን 1 ዲግሪ (1 ዲግሪ ፋራናይት) ከ 1/180 ኛ ጋር እኩል የሆነ ውሃ በሚፈላበት ነጥብ እና በከባቢ አየር ግፊት በረዶ በሚቀልጥ የሙቀት መጠን መካከል ያለው ልዩነት ፣ እና የበረዶው መቅለጥ ነጥብ +32 °F ነው። በፋራናይት ሚዛን ላይ ያለው የሙቀት መጠን በሴልሺየስ ሚዛን (t ° ሴ) ላይ ካለው የሙቀት መጠን ጋር የተያያዘ ነው t °C = 5/9 (t °F - 32), t °F = 9/5 t °C + 32. በጂ ፋራናይት በ1724 ዓ.ም.

5. የሙቀት እንቅስቃሴ ኃይል በፍፁም ዜሮ

ቁስ አካል ሲቀዘቅዝ፣ ብዙ አይነት የሙቀት ሃይሎች እና ተያያዥ ውጤታቸው በአንድ ጊዜ መጠኑ ይቀንሳል። ነገሩ ከታዘዘው ያነሰ ሁኔታ ወደ ብዙ የታዘዘ ሁኔታ ይሸጋገራል።

ዘመናዊው የፍፁም ዜሮ ፅንሰ-ሀሳብ የፍፁም እረፍት ፅንሰ-ሀሳብ አይደለም ፣ በተቃራኒው ፣ በፍፁም ዜሮ እንቅስቃሴ ሊኖር ይችላል - እና አለ ፣ ግን የተሟላ ስርዓት ነው ...

P.L. Kapitsa (የፈሳሽ ሂሊየም ባህሪያት)

ጋዙ ወደ ፈሳሽነት ይቀየራል ከዚያም ክሪስታል ወደ ጠንካራ (ሄሊየም፣ ፍፁም ዜሮ ቢሆንም፣ በከባቢ አየር ግፊት በፈሳሽ ሁኔታ ውስጥ ይቆያል)። የአተሞች እና ሞለኪውሎች እንቅስቃሴ ፍጥነት ይቀንሳል, የእንቅስቃሴ ኃይላቸው ይቀንሳል. ዝቅተኛ amplitude ጋር የሚርገበገብ ክሪስታል ጥልፍልፍ አተሞች ላይ በኤሌክትሮን መበተን በመቀነሱ የአብዛኞቹ ብረቶች የመቋቋም አቅም ይቀንሳል። ስለዚህ፣ በፍፁም ዜሮም ቢሆን፣ ኮንዳክሽን ኤሌክትሮኖች በ1 × 10 6 m/s ቅደም ተከተል ያለው የፌርሚ ፍጥነት ባላቸው አቶሞች መካከል ይንቀሳቀሳሉ።

በኳንተም ሜካኒካል እንቅስቃሴ ምክንያት ብቻ የቁሳቁስ ቅንጣቶች በትንሹ የእንቅስቃሴ መጠን ያላቸው የሙቀት መጠን የፍፁም ዜሮ ሙቀት ነው (T = 0K)።

ፍፁም ዜሮ ሙቀት ሊደረስበት አይችልም። ዝቅተኛው የሙቀት መጠን (450 ± 80) × 10 -12 ኪ የ Bose-Einstein condensate የሶዲየም አተሞች በ 2003 በ MIT ተመራማሪዎች ተገኝቷል. በዚህ ሁኔታ የሙቀት ጨረር ጫፍ በ 6400 ኪ.ሜ ቅደም ተከተል በሞገድ ክልል ውስጥ ይገኛል ፣ ማለትም ፣ በግምት የምድር ራዲየስ።

5.1. የሙቀት መጠን እና ጨረር

በሰውነት የሚመነጨው ኃይል ከሙቀት አራተኛው ኃይል ጋር ተመጣጣኝ ነው. ስለዚህ, በ 300 ኪ.ሜ, ከ ስኩዌር ሜትር ወለል እስከ 450 ዋት ይወጣል. ይህ ለምሳሌ የምድርን ገጽ ከከባቢው ሙቀት በታች በማታ ማቀዝቀዝ ያብራራል። የፍፁም ጥቁር አካል የጨረር ሃይል በ Stefan-Boltzmann ህግ ተገልጿል

5.2. Reauur ልኬት

የፈጠረውን የአልኮሆል ቴርሞሜትር የገለፀው በ1730 በ R.A. Reaumur የቀረበ።

አሃዱ የዲግሪው ሬኡሙር (° R) ነው፣ 1 ° R በማጣቀሻ ነጥቦች መካከል ካለው የሙቀት ልዩነት 1/80 ጋር እኩል ነው - የበረዶው መቅለጥ የሙቀት መጠን (0 ° R) እና የፈላ ውሃ ነጥብ (80 ° R)

1 ° R = 1.25 ° ሴ.

በአሁኑ ጊዜ ልኬቱ ከጥቅም ውጭ ሆኗል፤ የጸሐፊው የትውልድ አገር በሆነችው ፈረንሳይ ውስጥ ከረጅም ጊዜ ተርፏል።

6. ከተለያዩ ሚዛን ሽግግሮች

7. የሙቀት መለኪያዎችን ማወዳደር

የሙቀት መለኪያዎችን ማወዳደር

መግለጫ	ኬልቪን	ሴልሺየስ	ፋራናይት	ራንኪን	ደሊስል	ኒውተን	ሬኡሙር	ሮመር
ፍፁም ዜሮ	0	−273.15	−459.67	0	559.725	−90.14	−218.52	−135.90
የፋራናይት ድብልቅ የሙቀት መጠን (ጨው እና በረዶ በእኩል መጠን)	255.37	−17.78	0	459.67	176.67	−5.87	−14.22	−1.83
የውሃ ማቀዝቀዣ ነጥብ (መደበኛ ሁኔታዎች)	273.15	0	32	491.67	150	0	0	7.5
አማካይ የሰው የሰውነት ሙቀት¹	310.0	36.6	98.2	557.9	94.5	12.21	29.6	26.925
የፈላ ውሃ ነጥብ (መደበኛ ሁኔታዎች)	373.15	100	212	671.67	0	33	80	60
የታይታኒየም ማቅለጥ	1941	1668	3034	3494	−2352	550	1334	883
የፀሐይ ወለል	5800	5526	9980	10440	−8140	1823	4421	2909

¹ መደበኛ የሰው ልጅ የሰውነት ሙቀት 36.6°C ±0.7°C፣ ወይም 98.2°F ±1.3°F ነው። በተለምዶ የሚጠቀሰው የ98.6°F እሴት ወደ 19ኛው ክፍለ ዘመን የጀርመን ዋጋ 37°C ወደ ፋራናይት መለወጥ ነው። ይሁን እንጂ ይህ ዋጋ የተለያዩ የሰውነት ክፍሎች የሙቀት መጠን ስለሚለያይ ይህ ዋጋ በተለመደው አማካይ የሰው የሰውነት ሙቀት ውስጥ አይደለም.

በዚህ ሠንጠረዥ ውስጥ ያሉ አንዳንድ እሴቶች ተጠጋግረዋል።

8. የደረጃ ሽግግር ባህሪያት

የተለያዩ ንጥረ ነገሮችን የደረጃ ሽግግር ነጥቦችን ለመግለጽ የሚከተሉት የሙቀት ዋጋዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ

• የማቅለጥ ሙቀት
• የፈላ ሙቀት
• የሚያበሳጭ ሙቀት
• የቀዘቀዘ የሙቀት መጠን
• የተቀናጀ ሙቀት
• የአየር ሙቀት
• የአፈር ሙቀት
• ተመሳሳይነት ያለው ሙቀት
• ሶስት ነጥብ
• የደባይ ሙቀት (የባህሪ ሙቀት)
• የኩሪ ሙቀት

9. አስደሳች እውነታዎች

በምድር ላይ ዝቅተኛው የሙቀት መጠን እስከ 1910 -68, Verkhoyansk

• በሰው የተፈጠረው ከፍተኛ የሙቀት መጠን ~ 10 ትሪሊዮን K (በህይወቱ የመጀመሪያዎቹ ሰኮንዶች ውስጥ ካለው የአጽናፈ ሰማይ የሙቀት መጠን ጋር ተመጣጣኝ ነው) በ 2010 የሊድ ionዎች ግጭት ወደ ብርሃን ቅርብ ፍጥነት ተዳረሰ። ሙከራው የተካሄደው በትልቁ ሃድሮን ኮሊደር ላይ ነው።
• በንድፈ ሀሳብ ደረጃ ከፍተኛው የሙቀት መጠን የፕላንክ ሙቀት ነው። ሁሉም ነገር ወደ ኃይል ስለሚቀየር ከፍተኛ ሙቀት ሊኖር አይችልም (ሁሉም የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ይወድቃሉ)። ይህ የሙቀት መጠን በግምት 1.41679(11)×10 32 ኪ (በግምት 142 nonillion K) ነው።
• በሰው ልጅ የተፈጠረው ዝቅተኛ የሙቀት መጠን እ.ኤ.አ. በ 1995 በኤሪክ ኮርኔል እና በዩናይትድ ስቴትስ ካርል ዊማን የሩቢዲየም አተሞችን በማቀዝቀዝ ተገኝቷል። . ከ K (5.9 × 10 -12 ኪ) ክፍልፋይ ከ1/170 ቢሊዮንኛ ባነሰ ከፍፁም ዜሮ በላይ ነበር።
• የፀሃይ ወለል 6000 ኪ.ሜ.
• የከፍተኛ ተክሎች ዘሮች ወደ -269 ° ሴ ከቀዘቀዙ በኋላ አዋጭ ሆነው ይቆያሉ.

ማስታወሻዎች

1. GOST 8.417-2002. የቁጥር አሃዶች - nolik.ru/systems/gost.htm
2. የሙቀት ጽንሰ-ሐሳብ - የሙቀት.ru/mtsh/mtsh.php?ገጽ=1
3. አይ ፒ ባዛሮቭ. ቴርሞዳይናሚክስ፣ ኤም.፣ ከፍተኛ ትምህርት ቤት፣ 1976፣ ገጽ. 13-14.
4. ፕላቲኒየም - heats.ru/mtsh/mtsh.php?ገጽ=81 የመቋቋም ቴርሞሜትር - ዋናው መሣሪያ MTSH-90.
5. ሌዘር ቴርሞሜትሪ - የሙቀት.ru/newmet/newmet.php?ገጽ=0
6. MTSH-90 የማጣቀሻ ነጥቦች - የሙቀት.ru/mtsh/mtsh.php?ገጽ=3
7. የኬልቪን አዲስ ትርጉም ማዳበር - temperatures.ru/kelvin/kelvin.php?ገጽ=2
8. ዲ.ኤ. ፓርሺን, ጂ.ጂ. ዘግሪያወሳኝ ነጥብ. በአስጊ ሁኔታ ውስጥ የአንድ ንጥረ ነገር ባህሪያት. ሶስት ነጥብ። የሁለተኛው ቅደም ተከተል ደረጃ ሽግግር። ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ለማግኘት ዘዴዎች. - edu.ioffe.spb.ru/edu/thermodinamics/lect11h.pdf. ስታቲስቲካዊ ቴርሞዳይናሚክስ. ትምህርት 11. ሴንት ፒተርስበርግ አካዳሚክ ዩኒቨርሲቲ.
9. ስለተለያዩ የሰውነት ሙቀት መለኪያዎች - hypertextbook.com/facts/LenaWong.shtml (እንግሊዝኛ)
10. ቢቢሲ ዜና - ትልቅ ሃድሮን ኮሊደር (LHC) "ሚኒ-ቢግ ባንግ" ያመነጫል - www.bbc.co.uk/news/science-environment-11711228
11. ስለ ሁሉም ነገር ሁሉም ነገር. የሙቀት መዝገቦች - tem-6.narod.ru/weather_record.html
12. የሳይንስ ድንቆች - www.seti.ee/ff/34gin.swf

ስነ-ጽሁፍ

• B.I. Spasskyየፊዚክስ ታሪክ ክፍል I - osnovanija.narod.ru/History/Spas/T1_1.djvu. - ሞስኮ: "ከፍተኛ ትምህርት ቤት", 1977.
• ሲቩኪን ዲ.ቪ.ቴርሞዳይናሚክስ እና ሞለኪውላዊ ፊዚክስ. - ሞስኮ: "ሳይንስ", 1990.

ማውረድ
ይህ ረቂቅ ከሩሲያ ዊኪፔዲያ በወጣ ጽሑፍ ላይ የተመሰረተ ነው። ማመሳሰል ተጠናቀቀ 07/09/11 16:20:43
ተመሳሳይ ማጠቃለያዎች፡-