താപനിലയുടെയും താപനില സ്കെയിലിൻ്റെയും ആശയം. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ താപനില നിർവചനത്തെ താപനില എന്ന് വിളിക്കുന്നു

ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ പലപ്പോഴും ചൂട്, ചൂട്, തണുപ്പ്, ശരീരങ്ങളുടെ ചൂടാക്കലിൻ്റെ അളവ് എന്നിവ പോലുള്ള ആശയങ്ങൾ ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത് നമ്മുടെ വികാരങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്ന ആത്മനിഷ്ഠമായ സമീപനമാണ്. താപനില എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു ഭൗതിക അളവ് ഉപയോഗിച്ച് ശരീരങ്ങളുടെ ചൂടാക്കലിൻ്റെ അളവ് അളവനുസരിച്ച് പ്രകടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. താപനില കൃത്യമായി എങ്ങനെ നിർണ്ണയിക്കും? ഈ ആവശ്യത്തിനായി, മർദ്ദം, വോളിയം, അവസ്ഥ തുടങ്ങിയ ഏത് അളവിലും താപനിലയെ ആശ്രയിക്കുന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള തെർമോമീറ്ററുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ ഉണ്ട്. താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ.

തെർമോഡൈനാമിക് സന്തുലിതാവസ്ഥ

താപനിലശരീരങ്ങളുടെ ഒരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയുടെ അവസ്ഥയെ ചിത്രീകരിക്കുന്നു. നിങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത താപനിലയിലുള്ള രണ്ട് ശരീരങ്ങളെ സമ്പർക്കത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുകയാണെങ്കിൽ, ശരീരങ്ങൾ ഊർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങും. കൂടുതൽ ഗതികോർജ്ജമുള്ള ശരീരങ്ങൾ അവരുടെ ഊർജ്ജം കുറഞ്ഞ ഗതികോർജ്ജമുള്ള ശരീരങ്ങളിലേക്ക് മാറ്റും. കുറച്ച് സമയത്തിന് ശേഷം, ഈ ഊർജ്ജ വിനിമയം നിലയ്ക്കും തെർമോഡൈനാമിക് (താപ) സന്തുലിതാവസ്ഥ, അതിൽ ശരീരങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നിടത്തോളം കാലം നിലനിൽക്കാം. ഈ അവസ്ഥയിൽ, ശരീരത്തിൻ്റെ താപനില തുല്യമാണ്.

ഇറ്റാലിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഗലീലിയോ ഗലീലി താപത്തിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആശയം പ്രകടിപ്പിച്ചു; 1597 ൽ അദ്ദേഹം ആദ്യത്തെ തെർമോമീറ്റർ നിർമ്മിച്ചു. തെർമോമീറ്ററിൽ ഒരു ഗ്ലാസ് ബോൾ അടങ്ങിയിരുന്നു, അതിൽ നിന്ന് ഒരു ട്യൂബ് പുറത്തേക്ക് വരുന്നു. ട്യൂബ് വെള്ളത്തിലേക്ക് താഴ്ത്തി, അതിനൊപ്പം ഉയർന്നു. പന്തിലെ വായു ചൂടാക്കുകയോ തണുപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യുമ്പോൾ, ജലത്തിൻ്റെ നിര ഒന്നുകിൽ വീഴുകയോ മുകളിലേക്ക് ഉയരുകയോ ചെയ്യും. ഈ തെർമോമീറ്റർ അപൂർണ്ണമായിരുന്നു, കാരണം ജല നിരയുടെ ഉയരം താപനിലയെ മാത്രമല്ല, വായു മർദ്ദത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

പിന്നീട് സൃഷ്ടിച്ച മറ്റെല്ലാ തെർമോമീറ്ററുകളും ദ്രാവകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു. പക്ഷേ, ദ്രാവകങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, അപൂർവ വാതകങ്ങൾ അതേ രീതിയിൽ താപനിലയെ ആശ്രയിച്ച് വികസിക്കുകയും മർദ്ദം മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നത് ശ്രദ്ധയിൽപ്പെട്ടു. താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള അപൂർവ വാതകങ്ങൾക്കായി ഇത് പരീക്ഷണാത്മകമായി നിർണ്ണയിക്കപ്പെട്ടു

എവിടെ ടി - കേവല താപനില, കെൽവിനിലെ (കെ) SI യൂണിറ്റുകളിൽ അളക്കുന്നു

k = 1.38*10 -23 J/K - ബോൾട്ട്സ്മാൻ്റെ സ്ഥിരാങ്കം. വാതകങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള എംകെടി സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ സ്ഥാപകരിലൊരാളായ ലുഡ്‌വിഗ് ബോൾട്ട്‌സ്‌മാൻ്റെ പേരിലുള്ള ഓസ്‌ട്രേലിയൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ്റെ പേരിലാണ് ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്.

ഈ ആശ്രിതത്വത്തിന് നന്ദി, പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ തരത്തെ ആശ്രയിക്കാത്ത ഒരു താപനില സ്കെയിൽ സൃഷ്ടിക്കാനും താപനില അളക്കാൻ അത് ഉപയോഗിക്കാനും സാധിച്ചു. ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം തോംസണാണ് ഇത് അവതരിപ്പിച്ചത്, ഭൗതികശാസ്ത്ര മേഖലയിലെ തൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിന് 1892-ൽ ലോർഡ് കെൽവിൻ എന്ന് നാമകരണം ചെയ്യപ്പെട്ടു.

ഈ സ്കെയിലിനെ വിളിക്കുന്നു കേവല (തെർമോഡൈനാമിക്) സ്കെയിൽതാപനില അല്ലെങ്കിൽ കെൽവിൻ സ്കെയിൽ. പൂജ്യം പോയിൻ്റിനപ്പുറം ( കേവല പൂജ്യം താപനില) ഈ സ്കെയിലിൽ, സൈദ്ധാന്തികമായി സാധ്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പോയിൻ്റ്, "ഏറ്റവും കുറഞ്ഞതോ അവസാനമോ ആയ തണുപ്പ്" അംഗീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ലോമോനോസോവ് അതിൻ്റെ അസ്തിത്വം പ്രവചിച്ചു. കെൽവിൻ സ്കെയിലിലെ താപനില T=0, സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലുമായി യോജിക്കുന്നു

സ്‌കൂൾ, യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി പാഠപുസ്തകങ്ങളിൽ താപനിലയുടെ പല വിശദീകരണങ്ങളും നിങ്ങൾക്ക് കണ്ടെത്താൻ കഴിയും. ചൂടിനെ തണുപ്പിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കുന്ന ഒരു മൂല്യമായി താപനില നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു, ശരീരത്തിൻ്റെ ചൂടാക്കലിൻ്റെ അളവ്, താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയുടെ സ്വഭാവം, ഒരു കണികയുടെ സ്വാതന്ത്ര്യത്തിൻ്റെ ഓരോ ഡിഗ്രിയുടെയും ഊർജ്ജത്തിന് ആനുപാതികമായ മൂല്യം മുതലായവ. ഇത്യാദി. മിക്കപ്പോഴും, ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ താപനില ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ കണങ്ങളുടെ താപ ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവുകോലായി നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ കണങ്ങളുടെ താപ ചലനത്തിൻ്റെ തീവ്രതയുടെ അളവുകോലായാണ്. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ഖഗോള ജീവിയായ സൈദ്ധാന്തികൻ ആശ്ചര്യപ്പെടും: “ഇവിടെ എന്താണ് മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയാത്തത്? താപനില ആണ് dQ/ dS, എവിടെ ക്യു- ചൂട്, ഒപ്പം എസ്- എൻട്രോപ്പി! അത്തരം നിർവചനങ്ങളുടെ ബാഹുല്യം, താപത്തിൻ്റെ പൊതുവായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട ഒരു ശാസ്ത്രീയ നിർവചനം നിലവിൽ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ നിലവിലില്ല എന്ന സംശയം വിമർശനാത്മകമായി ചിന്തിക്കുന്ന ഏതൊരു വ്യക്തിയിലും ഉയർത്തുന്നു.

ഒരു ഹൈസ്കൂൾ ബിരുദധാരിക്ക് ആക്സസ് ചെയ്യാവുന്ന തലത്തിൽ ഈ ആശയത്തിൻ്റെ ലളിതവും നിർദ്ദിഷ്ടവുമായ വ്യാഖ്യാനം കണ്ടെത്താൻ ശ്രമിക്കാം. നമുക്ക് ഈ ചിത്രം സങ്കൽപ്പിക്കാം. ആദ്യത്തെ മഞ്ഞ് വീണു, രണ്ട് സഹോദരന്മാർ സ്കൂളിലെ അവധിക്കാലത്ത് "സ്നോബോൾ" എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു രസകരമായ ഗെയിം ആരംഭിച്ചു. ഈ മത്സരത്തിൽ കളിക്കാർക്ക് എന്ത് ഊർജ്ജമാണ് കൈമാറുന്നതെന്ന് നോക്കാം. ലാളിത്യത്തിനായി, എല്ലാ പ്രൊജക്‌ടൈലുകളും ലക്ഷ്യത്തിലെത്തുമെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നു. ജ്യേഷ്ഠന് വ്യക്തമായ മുൻതൂക്കത്തോടെയാണ് കളി നടക്കുന്നത്. അദ്ദേഹത്തിന് വലിയ സ്നോ ബോളുകളും ഉണ്ട്, അവൻ അവ കൂടുതൽ വേഗതയിൽ എറിയുന്നു. അവൻ എറിഞ്ഞ എല്ലാ സ്നോബോളുകളുടെയും ഊർജ്ജം, എവിടെ എൻ കൂടെ- ത്രോകളുടെ എണ്ണം, കൂടാതെ - ഒരു പന്തിൻ്റെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം. സാധാരണ ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് ശരാശരി ഊർജ്ജം കണ്ടെത്തുന്നു:

ഇവിടെ എം- സ്നോബോളുകളുടെ പിണ്ഡം, ഒപ്പം വി- അവരുടെ വേഗത.

എന്നിരുന്നാലും, മൂത്ത സഹോദരൻ ചെലവഴിക്കുന്ന എല്ലാ ഊർജ്ജവും അവൻ്റെ ഇളയ പങ്കാളിക്ക് കൈമാറില്ല. വാസ്തവത്തിൽ, സ്നോബോൾ വ്യത്യസ്ത കോണുകളിൽ ലക്ഷ്യത്തിലെത്തുന്നു, അതിനാൽ അവയിൽ ചിലത് ഒരു വ്യക്തിയിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുമ്പോൾ, യഥാർത്ഥ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം കൊണ്ടുപോകുന്നു. ശരിയാണ്, "വിജയകരമായി" എറിയപ്പെട്ട പന്തുകളും ഉണ്ട്, അത് ഒരു കറുത്ത കണ്ണിന് കാരണമാകും. പിന്നീടുള്ള സന്ദർഭത്തിൽ, പ്രൊജക്റ്റിലിൻ്റെ എല്ലാ ഗതികോർജ്ജവും വെടിവയ്ക്കുന്ന വിഷയത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. അങ്ങനെ, ഇളയ സഹോദരന് കൈമാറുന്ന സ്നോബോളുകളുടെ ഊർജ്ജം തുല്യമായിരിക്കും എന്ന നിഗമനത്തിൽ ഞങ്ങൾ എത്തിച്ചേരുന്നു. ഇ കൂടെ, എ
, എവിടെ Θ കൂടെ- ഒരു മഞ്ഞു പന്ത് തട്ടുമ്പോൾ ഇളയ പങ്കാളിയിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെ ശരാശരി മൂല്യം. എറിയുന്ന ഒരു പന്തിന് ശരാശരി ഊർജ്ജം എത്രത്തോളം വർദ്ധിക്കുംവോ അത്രയും ശരാശരി ഊർജ്ജം വർദ്ധിക്കുമെന്ന് വ്യക്തമാണ് Θ കൂടെ, ഒരു പ്രൊജക്റ്റൈൽ വഴി ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഏറ്റവും ലളിതമായ സാഹചര്യത്തിൽ, അവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം നേരിട്ട് ആനുപാതികമായിരിക്കും: Θ കൂടെ =എ. അതനുസരിച്ച്, ജൂനിയർ വിദ്യാർത്ഥി മുഴുവൻ മത്സരത്തിലും ഊർജ്ജം ചെലവഴിച്ചു
, എന്നാൽ മൂത്ത സഹോദരന് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജം കുറവായിരിക്കും: അത് തുല്യമാണ്
, എവിടെ എൻ എം- ത്രോകളുടെ എണ്ണം, കൂടാതെ Θ എം- ഒരു സ്നോബോളിൻ്റെ ശരാശരി ഊർജ്ജം അതിൻ്റെ ജ്യേഷ്ഠൻ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു.

ശരീരങ്ങളുടെ താപ ഇടപെടൽ സമയത്ത് സമാനമായ എന്തെങ്കിലും സംഭവിക്കുന്നു. നിങ്ങൾ രണ്ട് ശരീരങ്ങളെ സമ്പർക്കത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുകയാണെങ്കിൽ, ആദ്യത്തെ ശരീരത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകൾ കുറഞ്ഞ സമയത്തിനുള്ളിൽ താപത്തിൻ്റെ രൂപത്തിൽ രണ്ടാമത്തെ ശരീരത്തിലേക്ക് ഊർജ്ജം കൈമാറും.
, എവിടെ Δ എസ് 1 ആദ്യ ശരീരത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകൾ രണ്ടാമത്തെ ശരീരവുമായി കൂട്ടിയിടിച്ചതിൻ്റെ എണ്ണമാണ് Θ 1 ആദ്യത്തെ ശരീരത്തിലെ ഒരു തന്മാത്ര ഒരു കൂട്ടിയിടിയിൽ രണ്ടാമത്തെ ശരീരത്തിലേക്ക് കൈമാറുന്ന ശരാശരി ഊർജ്ജമാണ്. അതേ സമയം, രണ്ടാമത്തെ ശരീരത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകൾക്ക് ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടും
. ഇവിടെ Δ എസ് 2 ആദ്യ ശരീരവുമായുള്ള രണ്ടാമത്തെ ശരീരത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ പ്രാഥമിക ഇടപെടലുകളുടെ (ആഘാതങ്ങളുടെ എണ്ണം) എണ്ണമാണ്, കൂടാതെ Θ 2 - രണ്ടാമത്തെ ശരീരത്തിൻ്റെ ഒരു തന്മാത്ര ആദ്യ ശരീരത്തിലേക്ക് ഒരു പ്രഹരത്തിൽ കൈമാറുന്ന ശരാശരി ഊർജ്ജം. മാഗ്നിറ്റ്യൂഡ് Θ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ അതിനെ താപനില എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അനുഭവം കാണിക്കുന്നതുപോലെ, അനുപാതം അനുസരിച്ച് ശരീരത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജവുമായി ഇത് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു:

(2)

ഇപ്പോൾ നമുക്ക് മുകളിൽ പറഞ്ഞ എല്ലാ വാദങ്ങളും സംഗ്രഹിക്കാം. അളവിൻ്റെ ഭൗതിക ഉള്ളടക്കം സംബന്ധിച്ച് എന്ത് നിഗമനത്തിലെത്തണം Θ ? ഞങ്ങളുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, ഇത് പൂർണ്ണമായും വ്യക്തമാണ്.

ഒന്നിലെ മറ്റൊരു മാക്രോസ്‌കോപ്പിക് ഒബ്‌ജക്‌റ്റിലേക്ക് ശരീരം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നു

ഈ വസ്തുവുമായുള്ള കൂട്ടിയിടി.

ഫോർമുല (2) ൽ നിന്ന് താഴെ പറയുന്നതുപോലെ, താപനില ഒരു ഊർജ്ജ പാരാമീറ്ററാണ്, അതായത് SI സിസ്റ്റത്തിലെ താപനിലയുടെ യൂണിറ്റ് ജൂൾ ആണ്. അതിനാൽ, കർശനമായി പറഞ്ഞാൽ, നിങ്ങൾ ഇതുപോലൊന്ന് പരാതിപ്പെടണം: "ഇന്നലെ എനിക്ക് ജലദോഷം പിടിപെട്ടതായി തോന്നുന്നു, എൻ്റെ തല വേദനിക്കുന്നു, എൻ്റെ താപനില 4.294·10 -21 J ആണ്!" താപനില അളക്കുന്നതിനുള്ള അസാധാരണമായ ഒരു യൂണിറ്റ് അല്ലേ, മൂല്യം വളരെ ചെറുതാണ്? എന്നാൽ നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നത് ഒരു തന്മാത്രയുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു അംശമായ ഊർജ്ജത്തെക്കുറിച്ചാണെന്ന് മറക്കരുത്!

പ്രായോഗികമായി, ഏകപക്ഷീയമായി തിരഞ്ഞെടുത്ത യൂണിറ്റുകളിലാണ് താപനില അളക്കുന്നത്: ഫ്ലോറൻ്റുകൾ, കെൽവിൻസ്, ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്, ഡിഗ്രി റാങ്കിൻ, ഡിഗ്രി ഫാരൻഹീറ്റ് മുതലായവ. (എനിക്ക് നീളം നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയുന്നത് മീറ്ററുകളിലല്ല, കേബിളുകൾ, ഫാത്തംസ്, സ്റ്റെപ്പുകൾ, വെർഷോക്കുകൾ, പാദങ്ങൾ മുതലായവയിലാണ്. ഒരു കാർട്ടൂണിൽ തത്തകളിൽ പോലും ബോവ കൺസ്ട്രക്റ്ററിൻ്റെ നീളം കണക്കാക്കിയിരുന്നതായി ഞാൻ ഓർക്കുന്നു!)

താപനില അളക്കാൻ, ചില സെൻസർ ഉപയോഗിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, അത് പഠിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തണം. ഞങ്ങൾ ഇതിനെ സെൻസർ എന്ന് വിളിക്കും. തെർമോമെട്രിക് ശരീരം . ഒരു തെർമോമെട്രിക് ബോഡിക്ക് രണ്ട് ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കണം. ഒന്നാമതായി, ഇത് പഠനത്തിൻ കീഴിലുള്ള വസ്തുവിനേക്കാൾ വളരെ ചെറുതായിരിക്കണം (കൂടുതൽ ശരിയായി, തെർമോമെട്രിക് ബോഡിയുടെ താപ ശേഷി പഠനത്തിന് കീഴിലുള്ള വസ്തുവിൻ്റെ താപ ശേഷിയേക്കാൾ വളരെ കുറവായിരിക്കണം). ഒരു സാധാരണ മെഡിക്കൽ തെർമോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് കൊതുകിൻ്റെ താപനില അളക്കാൻ നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും ശ്രമിച്ചിട്ടുണ്ടോ? ശ്രമിക്കൂ! എന്താണ്, ഒന്നും പ്രവർത്തിക്കുന്നില്ലേ? തെർമോമീറ്റർ തന്മാത്രകളുടെ ഊർജ്ജവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കൊതുക് തന്മാത്രകളുടെ മൊത്തം ഊർജ്ജം വളരെ നിസ്സാരമായതിനാൽ, താപ കൈമാറ്റ പ്രക്രിയയിൽ, പ്രാണികൾക്ക് തെർമോമീറ്ററിൻ്റെ ഊർജ്ജ നില മാറ്റാൻ കഴിയില്ല എന്നതാണ് കാര്യം.

ശരി, ശരി, ഞാൻ ഒരു ചെറിയ വസ്തു എടുക്കും, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പെൻസിൽ, അതിൻ്റെ സഹായത്തോടെ ഞാൻ എൻ്റെ താപനില അളക്കാൻ ശ്രമിക്കും. വീണ്ടും, എന്തോ കുഴപ്പമില്ല... പരാജയത്തിൻ്റെ കാരണം തെർമോമെട്രിക് ബോഡിക്ക് ഒരു നിർബന്ധിത സ്വത്ത് കൂടി ഉണ്ടായിരിക്കണം എന്നതാണ്: പഠനത്തിലുള്ള വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, ദൃശ്യപരമായി അല്ലെങ്കിൽ ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട് രേഖപ്പെടുത്താൻ കഴിയുന്ന തെർമോമെട്രിക് ബോഡിയിൽ മാറ്റങ്ങൾ സംഭവിക്കണം. ഉപകരണങ്ങൾ.

ഒരു സാധാരണ ഗാർഹിക തെർമോമീറ്റർ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് അടുത്തറിയുക. അതിൻ്റെ തെർമോമെട്രിക് ബോഡി ഒരു നേർത്ത ട്യൂബുമായി (കാപ്പിലറി) ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ചെറിയ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള പാത്രമാണ്. പാത്രത്തിൽ ദ്രാവകം നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു (മിക്കപ്പോഴും മെർക്കുറി അല്ലെങ്കിൽ നിറമുള്ള മദ്യം). ചൂടുള്ളതോ തണുത്തതോ ആയ വസ്തുവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, ദ്രാവകം അതിൻ്റെ വോളിയം മാറ്റുന്നു, അതനുസരിച്ച് കാപ്പിലറിയിലെ നിരയുടെ ഉയരം മാറുന്നു. എന്നാൽ ഒരു ലിക്വിഡ് നിരയുടെ ഉയരത്തിൽ മാറ്റങ്ങൾ രജിസ്റ്റർ ചെയ്യുന്നതിനായി, തെർമോമെട്രിക് ബോഡിയിൽ ഒരു സ്കെയിൽ അറ്റാച്ചുചെയ്യേണ്ടതും ആവശ്യമാണ്. ഒരു തെർമോമെട്രിക് ബോഡിയും ഒരു നിശ്ചിത രീതിയിൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്കെയിലും അടങ്ങുന്ന ഒരു ഉപകരണത്തെ വിളിക്കുന്നു തെർമോമീറ്റർ . നിലവിൽ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന തെർമോമീറ്ററുകൾ സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലും കെൽവിൻ സ്കെയിലുമാണ്.

രണ്ട് റഫറൻസ് (റഫറൻസ്) പോയിൻ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് സെൽഷ്യസ് സ്കെയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നത്. ആദ്യത്തെ റഫറൻസ് പോയിൻ്റ് ജലത്തിൻ്റെ ട്രിപ്പിൾ പോയിൻ്റാണ് - ജലത്തിൻ്റെ മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങൾ (ദ്രാവകം, വാതകം, ഖരം) സന്തുലിതാവസ്ഥയിലാകുന്ന ഭൗതിക സാഹചര്യങ്ങൾ. ദ്രാവകത്തിൻ്റെ പിണ്ഡം, ജല പരലുകളുടെ പിണ്ഡം, ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ പിണ്ഡം എന്നിവ ഈ അവസ്ഥകളിൽ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം. അത്തരമൊരു സംവിധാനത്തിൽ, തീർച്ചയായും, ബാഷ്പീകരണം, ഘനീഭവിക്കൽ, ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ, ഉരുകൽ എന്നിവയുടെ പ്രക്രിയകൾ സംഭവിക്കുന്നു, പക്ഷേ അവ പരസ്പരം സന്തുലിതമാക്കുന്നു. താപനില അളക്കുന്നതിനുള്ള ഉയർന്ന കൃത്യത ആവശ്യമില്ലെങ്കിൽ (ഉദാഹരണത്തിന്, ഗാർഹിക തെർമോമീറ്ററുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ), അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ ഉരുകുന്ന മഞ്ഞിലോ ഐസിലോ തെർമോമെട്രിക് ബോഡി സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ ആദ്യത്തെ റഫറൻസ് പോയിൻ്റ് ലഭിക്കും. രണ്ടാമത്തെ റഫറൻസ് പോയിൻ്റ്, സാധാരണ അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ ദ്രാവക ജലം അതിൻ്റെ നീരാവി (മറ്റൊരു രീതിയിൽ പറഞ്ഞാൽ, വെള്ളത്തിൻ്റെ തിളയ്ക്കുന്ന സ്ഥലം) സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ ആയിരിക്കുന്ന അവസ്ഥയാണ്. റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ തെർമോമീറ്റർ സ്കെയിലിലാണ് അടയാളങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്; അവയ്ക്കിടയിലുള്ള ഇടവേള നൂറ് ഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്കെയിലിൻ്റെ ഒരു വിഭജനത്തെ ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് (˚C) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ജലത്തിൻ്റെ ട്രിപ്പിൾ പോയിൻ്റ് 0 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി കണക്കാക്കുന്നു.

സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിന് ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രായോഗിക ഉപയോഗം ലഭിച്ചു; നിർഭാഗ്യവശാൽ, ഇതിന് നിരവധി പ്രധാന പോരായ്മകളുണ്ട്. ഈ സ്കെയിലിലെ താപനില നെഗറ്റീവ് മൂല്യങ്ങൾ എടുക്കും, അതേസമയം ഗതികോർജ്ജവും അതനുസരിച്ച് താപനിലയും പോസിറ്റീവ് ആയിരിക്കാം. കൂടാതെ, സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിലുള്ള തെർമോമീറ്ററുകളുടെ വായനകൾ (റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകൾ ഒഴികെ) തെർമോമെട്രിക് ബോഡി തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

കെൽവിൻ സ്കെയിലിന് സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിൻ്റെ ദോഷങ്ങളൊന്നുമില്ല. കെൽവിൻ സ്കെയിൽ ഉള്ള തെർമോമീറ്ററുകളിൽ ഒരു ആദർശ വാതകം ഒരു പ്രവർത്തന പദാർത്ഥമായി ഉപയോഗിക്കണം. കെൽവിൻ സ്കെയിൽ രണ്ട് റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകളാൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുണ്ട്. അനുയോജ്യമായ വാതക തന്മാത്രകളുടെ താപ ചലനം നിലയ്ക്കുന്ന ഭൗതിക സാഹചര്യങ്ങളാണ് ആദ്യത്തെ റഫറൻസ് പോയിൻ്റ്. ഈ പോയിൻ്റ് കെൽവിൻ സ്കെയിലിൽ 0 ആയി കണക്കാക്കുന്നു, രണ്ടാമത്തെ റഫറൻസ് പോയിൻ്റ് ജലത്തിൻ്റെ ട്രിപ്പിൾ പോയിൻ്റാണ്. റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള ഇടവേള 273.15 ഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്കെയിലിൻ്റെ ഒരു വിഭജനത്തെ കെൽവിൻ (കെ) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഡിവിഷനുകളുടെ എണ്ണം 273.15 തിരഞ്ഞെടുത്തു, അതിനാൽ കെൽവിൻ സ്കെയിലിൻ്റെ ഡിവിഷൻ വില സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിൻ്റെ ഡിവിഷൻ വിലയുമായി യോജിക്കുന്നു, തുടർന്ന് കെൽവിൻ സ്കെയിലിലെ താപനിലയിലെ മാറ്റം സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിലെ താപനിലയിലെ മാറ്റവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു; ഒരു സ്കെയിലിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറുന്നത് ഇത് എളുപ്പമാക്കുന്നു. കെൽവിൻ സ്കെയിലിലെ താപനില സാധാരണയായി അക്ഷരത്താൽ സൂചിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു ടി. താപനിലകൾ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ടിസെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിലും താപനിലയിലും ടി, കെൽവിനുകളിൽ അളക്കുന്നത് ബന്ധങ്ങളാൽ സ്ഥാപിക്കപ്പെടുന്നു

ഒപ്പം
.

താപനിലയിൽ നിന്ന് മാറാൻ ടി, താപനിലയിൽ K, അളന്നു Θ ബോൾട്ട്സ്മാൻ്റെ സ്ഥിരാങ്കം ജൂളുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു കെ=1.38·10 -23 J/K, ഇത് 1 K-ന് എത്ര ജൂൾസ് കാണിക്കുന്നു:

Θ = kT.

ചില ബുദ്ധിമാന്മാർ ബോൾട്ട്‌സ്മാൻ സ്ഥിരാങ്കത്തിൽ ചില രഹസ്യ അർത്ഥം കണ്ടെത്താൻ ശ്രമിക്കുന്നു; അതിനിടയിൽ കെ- കെൽവിനിൽ നിന്ന് ജൂൾസിലേക്ക് താപനില പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും സാധാരണ ഗുണകം.

താപനിലയുടെ മൂന്ന് പ്രത്യേക സവിശേഷതകളിലേക്ക് വായനക്കാരൻ്റെ ശ്രദ്ധ ആകർഷിക്കാം. ഒന്നാമതായി, ഇത് കണങ്ങളുടെ ഒരു സമന്വയത്തിൻ്റെ ശരാശരി (സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ) പാരാമീറ്ററാണ്. ഭൂമിയിലെ ആളുകളുടെ ശരാശരി പ്രായം കണ്ടെത്താൻ നിങ്ങൾ തീരുമാനിച്ചതായി സങ്കൽപ്പിക്കുക. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ കിൻ്റർഗാർട്ടനിലേക്ക് പോകുന്നു, എല്ലാ കുട്ടികളുടെയും പ്രായം സംഗ്രഹിച്ച് ഈ തുക കുട്ടികളുടെ എണ്ണം കൊണ്ട് ഹരിക്കുക. ഭൂമിയിലെ ആളുകളുടെ ശരാശരി പ്രായം 3.5 വർഷമാണെന്ന് ഇത് മാറുന്നു! അവർ അത് ശരിയാണെന്ന് തോന്നിയെങ്കിലും അവർക്ക് ലഭിച്ച ഫലം പരിഹാസ്യമായിരുന്നു. എന്നാൽ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകളിൽ നിങ്ങൾ ധാരാളം വസ്തുക്കൾ അല്ലെങ്കിൽ ഇവൻ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കേണ്ടതുണ്ട് എന്നതാണ് മുഴുവൻ പോയിൻ്റും. അവയുടെ എണ്ണം കൂടുന്തോറും (അത് അനന്തമായി വലുതായിരിക്കണം), ശരാശരി സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ പാരാമീറ്ററിൻ്റെ മൂല്യം കൂടുതൽ കൃത്യതയുള്ളതായിരിക്കും. അതിനാൽ, താപനില എന്ന ആശയം ഒരു വലിയ എണ്ണം കണികകൾ അടങ്ങിയ ശരീരങ്ങൾക്ക് മാത്രമേ ബാധകമാകൂ. ബഹിരാകാശ കപ്പലിൽ വീഴുന്ന കണികകളുടെ താപനില ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ഡിഗ്രിയാണെന്ന് ഒരു പത്രപ്രവർത്തകൻ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ, ബഹിരാകാശയാത്രികരുടെ ബന്ധുക്കൾക്ക് ബോധരഹിതനാകേണ്ടിവരില്ല: കപ്പലിന് ഭയാനകമായ ഒന്നും സംഭവിക്കുന്നില്ല: നിരക്ഷരനായ ഒരു എഴുത്തുകാരൻ കടന്നുപോകുന്നു. താപനില പോലെ ഒരു ചെറിയ എണ്ണം കോസ്മിക് കണങ്ങളുടെ ഊർജ്ജം. എന്നാൽ ചൊവ്വയിലേക്ക് പോകുന്ന കപ്പൽ അതിൻ്റെ ഗതി നഷ്ടപ്പെട്ട് സൂര്യനെ സമീപിക്കുകയാണെങ്കിൽ, കുഴപ്പമുണ്ടാകും: കപ്പലിന് നേരെ ബോംബെറിയുന്ന കണങ്ങളുടെ എണ്ണം വളരെ വലുതാണ്, സോളാർ കൊറോണയുടെ താപനില 1.5 ദശലക്ഷം ഡിഗ്രിയാണ്.

രണ്ടാമതായി, താപനില താപത്തിൻ്റെ സവിശേഷതയാണ്, അതായത്. കണങ്ങളുടെ ക്രമരഹിതമായ ചലനം. ഒരു ഇലക്‌ട്രോണിക് ഓസിലോസ്‌കോപ്പിൽ, സ്‌ക്രീനിലെ ചിത്രം വരയ്ക്കുന്നത് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഇടുങ്ങിയ സ്ട്രീം, ഒരു ബിന്ദുവിലേക്ക് ഫോക്കസ് ചെയ്യുന്നു. ഈ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരു നിശ്ചിത പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ഏകദേശം ഒരേ വേഗത കൈവരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അത്തരം കണങ്ങളുടെ ഒരു സമുച്ചയത്തിന്, കഴിവുള്ള ഒരു സ്പെഷ്യലിസ്റ്റ് അവരുടെ ഗതികോർജ്ജത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, 1500 ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട്), ഇത് തീർച്ചയായും ഈ കണങ്ങളുടെ താപനിലയല്ല.

അവസാനമായി, മൂന്നാമതായി, ഈ ശരീരങ്ങളുടെ കണങ്ങളുടെ നേരിട്ടുള്ള കൂട്ടിയിടി കാരണം മാത്രമല്ല, വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണത്തിൻ്റെ ക്വാണ്ട രൂപത്തിൽ ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെയും ഒരു ശരീരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുമെന്ന് ഞങ്ങൾ ശ്രദ്ധിക്കുന്നു ( നിങ്ങൾ കടൽത്തീരത്ത് സൂര്യപ്രകാശമേൽക്കുമ്പോൾ ഈ പ്രക്രിയ സംഭവിക്കുന്നു) . അതിനാൽ, താപനിലയുടെ കൂടുതൽ പൊതുവായതും കൃത്യവുമായ നിർവചനം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ രൂപപ്പെടുത്തണം:

ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ താപനില (പദാർത്ഥം, സിസ്റ്റം) ഒരു തന്മാത്രയുടെ ശരാശരി ഊർജ്ജത്തിന് സംഖ്യാപരമായി തുല്യമായ ഒരു ഭൗതിക അളവാണ്.

ഒന്നിലെ മറ്റൊരു മാക്രോസ്‌കോപ്പിക് ഒബ്‌ജക്‌റ്റിലേക്ക് ശരീരം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നു

ഈ വസ്തുവുമായുള്ള ഇടപെടലിൻ്റെ പ്രാഥമിക പ്രവർത്തനം.

ഉപസംഹാരമായി, ഈ ലേഖനത്തിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ ചർച്ച ചെയ്ത നിർവചനങ്ങളിലേക്ക് മടങ്ങാം. (2) ഫോർമുലയിൽ നിന്ന്, പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ താപനില അറിയാമെങ്കിൽ, പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ കണങ്ങളുടെ ശരാശരി ഊർജ്ജം അവ്യക്തമായി നിർണ്ണയിക്കാനാകും. അതിനാൽ, താപനില യഥാർത്ഥത്തിൽ തന്മാത്രകളുടെയോ ആറ്റങ്ങളുടെയോ താപ ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവുകോലാണ് (കണികകളുടെ ശരാശരി ഊർജ്ജം പരീക്ഷണത്തിൽ നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക). മറുവശത്ത്, ഗതികോർജ്ജം വേഗതയുടെ വർഗ്ഗത്തിന് ആനുപാതികമാണ്; ഇതിനർത്ഥം, ഉയർന്ന താപനില, തന്മാത്രകളുടെ വേഗത കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് അവയുടെ ചലനം കൂടുതൽ തീവ്രമാണ്. അതിനാൽ, കണങ്ങളുടെ താപ ചലനത്തിൻ്റെ തീവ്രതയുടെ അളവുകോലാണ് താപനില. ഈ നിർവചനങ്ങൾ തീർച്ചയായും സ്വീകാര്യമാണ്, എന്നാൽ അവ വളരെ പൊതുവായതും തികച്ചും ഗുണപരവുമാണ്.

താപനില എളുപ്പമാണ്!

താപനില

താപനിലതന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവുകോലാണ്.
ശരീരങ്ങളെ ചൂടാക്കുന്നതിൻ്റെ അളവ് താപനില സ്വഭാവ സവിശേഷതയാണ്.

താപനില അളക്കുന്ന ഉപകരണം - തെർമോമീറ്റർ.
പ്രവർത്തന തത്വംതെർമോമീറ്റർ:
താപനില അളക്കുമ്പോൾ, താപനിലയിലെ ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ ഏതെങ്കിലും മാക്രോസ്കോപ്പിക് പാരാമീറ്ററിലെ (വോളിയം, മർദ്ദം, വൈദ്യുത പ്രതിരോധം മുതലായവ) മാറ്റത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ദ്രാവക തെർമോമീറ്ററുകളിൽ, ഇത് ദ്രാവകത്തിൻ്റെ അളവിലുള്ള മാറ്റമാണ്.
രണ്ട് മാധ്യമങ്ങൾ സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, കൂടുതൽ ചൂടായ അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്ന് ചൂട് കുറഞ്ഞ ഒന്നിലേക്ക് ഊർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
അളക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ, ശരീര താപനിലയും തെർമോമീറ്ററും താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ എത്തുന്നു.

ലിക്വിഡ് തെർമോമീറ്ററുകൾ

പ്രായോഗികമായി, ലിക്വിഡ് തെർമോമീറ്ററുകൾ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു: മെർക്കുറി (-35 o C മുതൽ +750 o C വരെയുള്ള ശ്രേണിയിൽ), മദ്യം (-80 o C മുതൽ +70 o C വരെ).
താപനില മാറുമ്പോൾ അതിൻ്റെ അളവ് മാറ്റാൻ അവർ ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ സ്വത്ത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, ഓരോ ദ്രാവകത്തിനും വ്യത്യസ്ത താപനിലകളിൽ വോളിയം മാറ്റത്തിൻ്റെ (വികസനം) അതിൻ്റേതായ സവിശേഷതകളുണ്ട്.
താരതമ്യത്തിൻ്റെ ഫലമായി, ഉദാഹരണത്തിന്, മെർക്കുറി, ആൽക്കഹോൾ തെർമോമീറ്ററുകളുടെ വായനകൾ, കൃത്യമായ പൊരുത്തം രണ്ട് പോയിൻ്റുകളിൽ (0 o C, 100 o C താപനിലയിൽ) മാത്രമായിരിക്കും.
ഗ്യാസ് തെർമോമീറ്ററുകൾക്ക് ഈ ദോഷങ്ങളൊന്നുമില്ല.

ഗ്യാസ് തെർമോമീറ്ററുകൾ

ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ. ചാൾസാണ് ആദ്യത്തെ ഗ്യാസ് തെർമോമീറ്റർ സൃഷ്ടിച്ചത്.

പ്രയോജനങ്ങൾഗ്യാസ് തെർമോമീറ്റർ:
- വാതകത്തിൻ്റെ അളവിലെ മാറ്റത്തിൻ്റെ രേഖീയ ആശ്രിതത്വം അല്ലെങ്കിൽ താപനിലയിലെ മർദ്ദം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് എല്ലാ വാതകങ്ങൾക്കും സാധുതയുള്ളതാണ്
- 0.003 o C മുതൽ 0.02 o C വരെയുള്ള അളവെടുപ്പ് കൃത്യത
-271 o C മുതൽ +1027 o C വരെയുള്ള താപനില പരിധി.

താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ

വ്യത്യസ്‌ത ഊഷ്‌മാവുള്ള രണ്ട് ശരീരങ്ങൾ സമ്പർക്കത്തിൽ വരുമ്പോൾ, ആന്തരിക ഊർജം കൂടുതൽ ചൂടാകുന്ന ശരീരത്തിൽ നിന്ന് ചൂട് കുറഞ്ഞ ഒന്നിലേക്ക് മാറ്റപ്പെടുകയും രണ്ട് ശരീരങ്ങളുടെയും താപനില തുല്യമാകുകയും ചെയ്യുന്നു.
താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ സംഭവിക്കുന്നു, അതിൽ രണ്ട് ശരീരങ്ങളുടെയും എല്ലാ മാക്രോപാരാമീറ്ററുകളും (വോളിയം, മർദ്ദം, താപനില) പിന്നീട് സ്ഥിരമായ ബാഹ്യ സാഹചര്യങ്ങളിൽ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു.

താപ സന്തുലിതാവസ്ഥഎല്ലാ മാക്രോസ്കോപ്പിക് പാരാമീറ്ററുകളും അനിശ്ചിതമായി ദീർഘകാലത്തേക്ക് മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്ന ഒരു അവസ്ഥയാണ്.
ശരീരങ്ങളുടെ ഒരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയുടെ അവസ്ഥ താപനിലയുടെ സവിശേഷതയാണ്: പരസ്പരം താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ എല്ലാ ശരീരങ്ങൾക്കും ഒരേ താപനിലയുണ്ട്.
താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ, എല്ലാ വാതകങ്ങളുടെയും തന്മാത്രകളുടെ വിവർത്തന ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജങ്ങൾ ഒന്നുതന്നെയാണെന്ന് സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു, അതായത്.

അപൂർവ (അനുയോജ്യമായ) വാതകങ്ങൾക്ക് മൂല്യം

പിന്നെ താപനിലയെ മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു

ഇവിടെ k എന്നത് ബോൾട്ട്‌സ്മാൻ്റെ സ്ഥിരാങ്കമാണ്

ഈ ആശ്രിതത്വം ഒരു പുതിയ താപനില സ്കെയിൽ അവതരിപ്പിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു - താപനില അളക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന പദാർത്ഥത്തെ ആശ്രയിക്കാത്ത ഒരു കേവല താപനില സ്കെയിൽ.

കേവല താപനില സ്കെയിൽ

ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഡബ്ല്യു കെൽവിൻ അവതരിപ്പിച്ചു
- നെഗറ്റീവ് താപനില ഇല്ല

കേവല താപനിലയുടെ SI യൂണിറ്റ്: [T] = 1K (കെൽവിൻ)
കേവല സ്കെയിലിലെ പൂജ്യം താപനില കേവല പൂജ്യം (0K = -273 o C), പ്രകൃതിയിലെ ഏറ്റവും താഴ്ന്ന താപനിലയാണ്. നിലവിൽ, ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനില എത്തി - 0.0001K.
1K യുടെ മൂല്യം 1 o C ന് തുല്യമാണ്.

കേവല സ്കെയിലും സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം

ഓർക്കുക!സൂത്രവാക്യങ്ങളിൽ, കേവല താപനിലയെ "T" എന്ന അക്ഷരത്തിലും താപനിലയെ സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിൽ "t" എന്ന അക്ഷരത്തിലും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

കേവല താപനില അവതരിപ്പിച്ച ശേഷം നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നു ഫോർമുലകൾക്കുള്ള പുതിയ പദപ്രയോഗങ്ങൾ:

തന്മാത്രകളുടെ വിവർത്തന ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം

ഗ്യാസ് മർദ്ദം - MKT യുടെ അടിസ്ഥാന സമവാക്യം

തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ചതുര വേഗത

പ്ലാൻ:

ആമുഖം

• 1 തെർമോഡൈനാമിക് നിർവ്വചനം
  • 1.1 തെർമോഡൈനാമിക് സമീപനത്തിൻ്റെ ചരിത്രം
• 2 സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ ഫിസിക്സിൽ താപനില നിർണ്ണയിക്കൽ
• 3 താപനില അളക്കൽ
• 4 താപനില യൂണിറ്റുകളും സ്കെയിലും
  • 4.1 കെൽവിൻ താപനില സ്കെയിൽ
  • 4.2 സെൽഷ്യസ് സ്കെയിൽ
  • 4.3 ഫാരൻഹീറ്റ്
• 5 കേവല പൂജ്യത്തിൽ താപ ചലനത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം
  • 5.1 താപനിലയും വികിരണവും
  • 5.2 റിയമുർ സ്കെയിൽ
• 6 വ്യത്യസ്ത സ്കെയിലുകളിൽ നിന്നുള്ള പരിവർത്തനങ്ങൾ
• 7 താപനില സ്കെയിലുകളുടെ താരതമ്യം
• 8 ഘട്ടം പരിവർത്തനത്തിൻ്റെ സവിശേഷതകൾ
• 9 രസകരമായ വസ്തുതകൾ
കുറിപ്പുകൾ
സാഹിത്യം

ആമുഖം

താപനില(ലാറ്റിൽ നിന്ന്. താപനില- ശരിയായ മിശ്രണം, സാധാരണ നില) എന്നത് ഒരു സ്കെയിലർ ഫിസിക്കൽ ക്വാണ്ടിറ്റിയാണ്, ഇത് ഒരു ഡിഗ്രി സ്വാതന്ത്ര്യത്തിൽ തെർമോഡൈനാമിക് സന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള ഒരു മാക്രോസ്കോപ്പിക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ കണങ്ങളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജത്തെ ചിത്രീകരിക്കുന്നു.

താപനിലയുടെ അളവ് ചലനമല്ല, മറിച്ച് ഈ ചലനത്തിൻ്റെ അരാജകത്വമാണ്. ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ ക്രമരഹിതത അതിൻ്റെ താപനില നില നിർണ്ണയിക്കുന്നു, ഈ ആശയം (ആദ്യം ബോൾട്ട്സ്മാൻ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്) ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ ഒരു നിശ്ചിത താപനില അവസ്ഥ നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ചലനത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം കൊണ്ടല്ല, മറിച്ച് ഈ ചലനത്തിൻ്റെ ക്രമരഹിതതയാണ്. , നാം ഉപയോഗിക്കേണ്ട താപനില പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ വിവരണത്തിലെ പുതിയ ആശയമാണ് ...

(പി. എൽ. കപിത്സ)

ഇൻ്റർനാഷണൽ സിസ്റ്റം ഓഫ് യൂണിറ്റുകളിൽ (SI), തെർമോഡൈനാമിക് താപനില ഏഴ് അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റുകളിൽ ഒന്നാണ്, ഇത് കെൽവിനുകളിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു പ്രത്യേക നാമം ഉള്ള SI അളവുകളിൽ ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ അളക്കുന്ന സെൽഷ്യസ് താപനില ഉൾപ്പെടുന്നു. പ്രായോഗികമായി, ജലത്തിൻ്റെ പ്രധാന സ്വഭാവസവിശേഷതകളുമായുള്ള ചരിത്രപരമായ ബന്ധം കാരണം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു - ഹിമത്തിൻ്റെ ദ്രവണാങ്കം (0 °C), തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റ് (100 °C). മിക്ക കാലാവസ്ഥാ പ്രക്രിയകളും വന്യജീവികളിലെ പ്രക്രിയകളും മറ്റും ഈ ശ്രേണിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതിനാൽ ഇത് സൗകര്യപ്രദമാണ്. ഒരു ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയിലെ മാറ്റം ഒരു കെൽവിൻ്റെ താപനിലയിലെ മാറ്റത്തിന് തുല്യമാണ്. അതിനാൽ, 1967-ൽ കെൽവിൻ്റെ പുതിയ നിർവചനം അവതരിപ്പിച്ചതിനുശേഷം, ജലത്തിൻ്റെ തിളപ്പിക്കൽ ഒരു സ്ഥിരമായ റഫറൻസ് പോയിൻ്റിൻ്റെ പങ്ക് നിർത്തുകയും കൃത്യമായ അളവുകൾ കാണിക്കുന്നത് പോലെ, ഇത് 100 ° C ന് തുല്യമല്ല, മറിച്ച് 99.975 ന് അടുത്താണ്. °C.

ഫാരൻഹീറ്റ് സ്കെയിലുകളും മറ്റു ചിലവുമുണ്ട്.

1. തെർമോഡൈനാമിക് നിർവ്വചനം

ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥയുടെ നിലനിൽപ്പിനെ തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ പ്രാരംഭ സ്ഥാനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാമത്തെ പ്രാരംഭ സ്ഥാനം, സന്തുലിതാവസ്ഥ ഒരു നിശ്ചിത അളവിനാൽ സവിശേഷതയാണ്, ഇത് രണ്ട് സന്തുലിത സംവിധാനങ്ങളുടെ താപ സമ്പർക്കത്തിൽ, ഊർജ്ജ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ ഫലമായി അവയ്ക്ക് തുല്യമായി മാറുന്നു. ഈ അളവിനെ താപനില എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

1.1 തെർമോഡൈനാമിക് സമീപനത്തിൻ്റെ ചരിത്രം

"താപനില" എന്ന വാക്ക് ഉയർന്നുവന്നത്, കൂടുതൽ ചൂടായ ശരീരങ്ങളിൽ ഒരു പ്രത്യേക പദാർത്ഥം - കലോറിക് - കുറഞ്ഞ ചൂടുള്ളവയേക്കാൾ വലിയ അളവിൽ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെന്ന് ആളുകൾ വിശ്വസിച്ചിരുന്നു. അതിനാൽ, ശരീര ദ്രവ്യത്തിൻ്റെയും കലോറിയുടെയും മിശ്രിതത്തിൻ്റെ ശക്തിയായി താപനില മനസ്സിലാക്കപ്പെട്ടു. ഇക്കാരണത്താൽ, ലഹരിപാനീയങ്ങളുടെയും താപനിലയുടെയും ശക്തി അളക്കുന്നതിനുള്ള യൂണിറ്റുകളെ ഒരേ - ഡിഗ്രി എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ, സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ എല്ലാ മാക്രോസ്കോപ്പിക് ഭാഗങ്ങൾക്കും താപനില ഒരേ മൂല്യമാണ്. ഒരു സിസ്റ്റത്തിലെ രണ്ട് ശരീരങ്ങൾക്ക് ഒരേ താപനിലയുണ്ടെങ്കിൽ, അവയ്ക്കിടയിൽ കണികകളുടെ (താപം) ഗതികോർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നില്ല. താപനില വ്യത്യാസമുണ്ടെങ്കിൽ, താപം ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ശരീരത്തിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന ശരീരത്തിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു, കാരണം മൊത്തം എൻട്രോപ്പി വർദ്ധിക്കുന്നു.

ജീവനുള്ള ടിഷ്യു താപം പുറപ്പെടുവിക്കുമോ അതോ ചൂട് സ്വീകരിക്കുമോ എന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട "ചൂട്", "തണുപ്പ്" എന്നിവയുടെ ആത്മനിഷ്ഠ സംവേദനങ്ങളുമായി താപനില ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ചില ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ സംവിധാനങ്ങൾ എൻട്രോപ്പി വർദ്ധിക്കാത്ത അവസ്ഥയിലായിരിക്കാം, എന്നാൽ ഊർജ്ജം ചേർക്കുമ്പോൾ കുറയുന്നു, ഇത് ഔപചാരികമായി നെഗറ്റീവ് കേവല താപനിലയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അത്തരം അവസ്ഥകൾ “കേവല പൂജ്യത്തിന് താഴെയല്ല”, “അനന്തതയ്ക്ക് മുകളിലാണ്”, കാരണം അത്തരമൊരു സംവിധാനം ഒരു പോസിറ്റീവ് താപനിലയുള്ള ശരീരവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, സിസ്റ്റത്തിൽ നിന്ന് ശരീരത്തിലേക്ക് energy ർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, തിരിച്ചും അല്ല. കൂടുതൽ വിശദാംശങ്ങൾ, ക്വാണ്ടം തെർമോഡൈനാമിക്സ് കാണുക).

താപനിലയുടെ സവിശേഷതകൾ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ ശാഖയാണ് പഠിക്കുന്നത് - തെർമോഡൈനാമിക്സ്. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ മറ്റ് ശാഖകളും രസതന്ത്രവും ജീവശാസ്ത്രവും ഉൾപ്പെടെ ശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ പല മേഖലകളിലും താപനില ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

2. സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ ഫിസിക്സിലെ താപനില നിർണ്ണയിക്കൽ

സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ ഫിസിക്സിൽ, താപനില നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഫോർമുലയാണ്

,

S എന്നത് എൻട്രോപ്പിയാണ്, E ആണ് തെർമോഡൈനാമിക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം. ഈ രീതിയിൽ അവതരിപ്പിച്ച T മൂല്യം തെർമോഡൈനാമിക് സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ വ്യത്യസ്ത ശരീരങ്ങൾക്ക് തുല്യമാണ്. രണ്ട് ബോഡികൾ സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, വലിയ ടി മൂല്യമുള്ള ശരീരം മറ്റൊന്നിലേക്ക് ഊർജ്ജം കൈമാറും.

3. താപനില അളക്കൽ

തെർമോഡൈനാമിക് താപനില അളക്കാൻ, തെർമോമെട്രിക് പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഒരു നിശ്ചിത തെർമോഡൈനാമിക് പാരാമീറ്റർ തിരഞ്ഞെടുത്തു. ഈ പരാമീറ്ററിലെ മാറ്റം താപനിലയിലെ മാറ്റവുമായി വ്യക്തമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഒരു തെർമോഡൈനാമിക് തെർമോമീറ്ററിൻ്റെ ഒരു മികച്ച ഉദാഹരണം ഒരു ഗ്യാസ് തെർമോമീറ്ററാണ്, അതിൽ സ്ഥിരമായ വോള്യമുള്ള ഒരു സിലിണ്ടറിലെ ഗ്യാസ് മർദ്ദം അളക്കുന്നതിലൂടെ താപനില നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു. കേവല വികിരണം, ശബ്‌ദം, അക്കോസ്റ്റിക് തെർമോമീറ്ററുകൾ എന്നിവയും അറിയപ്പെടുന്നു.

തെർമോഡൈനാമിക് തെർമോമീറ്ററുകൾ പ്രായോഗിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയാത്ത വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ യൂണിറ്റുകളാണ്. അതിനാൽ, മിക്ക അളവുകളും പ്രായോഗിക തെർമോമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് നടത്തുന്നത്, അവ ദ്വിതീയമാണ്, കാരണം അവയ്ക്ക് ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ ഏതെങ്കിലും സ്വഭാവത്തെ താപനിലയുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെടുത്താൻ കഴിയില്ല. ഇൻ്റർപോളേഷൻ ഫംഗ്ഷൻ ലഭിക്കുന്നതിന്, അവ അന്താരാഷ്ട്ര താപനില സ്കെയിലിലെ റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകളിൽ കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യണം. ഏറ്റവും കൃത്യമായ പ്രായോഗിക തെർമോമീറ്റർ പ്ലാറ്റിനം റെസിസ്റ്റൻസ് തെർമോമീറ്ററാണ്. താപനില അളക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ പലപ്പോഴും ആപേക്ഷിക സ്കെയിലുകളിൽ കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു - സെൽഷ്യസ് അല്ലെങ്കിൽ ഫാരൻഹീറ്റ്.

പ്രായോഗികമായി, താപനിലയും അളക്കുന്നു

• ദ്രാവക, മെക്കാനിക്കൽ തെർമോമീറ്ററുകൾ,
• തെർമോകോൾ,
• പ്രതിരോധ തെർമോമീറ്റർ,

• ഗ്യാസ് തെർമോമീറ്റർ,
• പൈറോമീറ്റർ.

ലേസർ വികിരണത്തിൻ്റെ പാരാമീറ്ററുകൾ അളക്കുന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, താപനില അളക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും പുതിയ രീതികൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

4. താപനില അളക്കുന്നതിനുള്ള യൂണിറ്റുകളും സ്കെയിലും

താപനില തന്മാത്രകളുടെ ഗതികോർജ്ജമായതിനാൽ, ഊർജ്ജ യൂണിറ്റുകളിൽ (അതായത്, ജൂളുകളിലെ SI സിസ്റ്റത്തിൽ) അളക്കുന്നത് ഏറ്റവും സ്വാഭാവികമാണെന്ന് വ്യക്തമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, തന്മാത്രാ ചലനാത്മക സിദ്ധാന്തം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് വളരെ മുമ്പുതന്നെ താപനില അളക്കൽ ആരംഭിച്ചു, അതിനാൽ പ്രായോഗിക സ്കെയിലുകൾ പരമ്പരാഗത യൂണിറ്റുകളിൽ താപനില അളക്കുന്നു - ഡിഗ്രി.

4.1 കെൽവിൻ താപനില സ്കെയിൽ

കേവല താപനില എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിച്ചത് ഡബ്ല്യു. തോംസൺ (കെൽവിൻ) ആണ്, അതിനാൽ കേവല താപനില സ്കെയിലിനെ കെൽവിൻ സ്കെയിൽ അല്ലെങ്കിൽ തെർമോഡൈനാമിക് ടെമ്പറേച്ചർ സ്കെയിൽ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. കേവല താപനിലയുടെ യൂണിറ്റ് കെൽവിൻ (കെ) ആണ്.

കേവല താപനില സ്കെയിലിനെ വിളിക്കുന്നു, കാരണം താപനിലയുടെ താഴത്തെ പരിധിയുടെ ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേറ്റിൻ്റെ അളവ് കേവല പൂജ്യമാണ്, അതായത്, സാധ്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനില, തത്വത്തിൽ, ഒരു പദാർത്ഥത്തിൽ നിന്ന് താപ ഊർജ്ജം വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയില്ല.

സമ്പൂർണ്ണ പൂജ്യം 0 K ആയി നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് −273.15 °C (കൃത്യമായി) ആണ്.

കെൽവിൻ താപനില സ്കെയിൽ കേവല പൂജ്യത്തിൽ ആരംഭിക്കുന്ന ഒരു സ്കെയിൽ ആണ്.

കെൽവിൻ തെർമോഡൈനാമിക് സ്കെയിലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അന്താരാഷ്ട്ര പ്രായോഗിക സ്കെയിലുകളുടെ വികസനം വളരെ പ്രധാനമാണ് - പ്രാഥമിക തെർമോമെട്രി രീതികളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്ന ശുദ്ധമായ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഘട്ടം സംക്രമണം. ആദ്യത്തെ അന്താരാഷ്ട്ര താപനില സ്കെയിൽ 1927 ൽ ITS-27 അംഗീകരിച്ചു. 1927 മുതൽ, സ്കെയിൽ പലതവണ പുനർനിർവചിക്കപ്പെട്ടു (MTSh-48, MPTS-68, MTSh-90): റഫറൻസ് താപനിലയും ഇൻ്റർപോളേഷൻ രീതികളും മാറി, പക്ഷേ തത്വം അതേപടി തുടരുന്നു - സ്കെയിലിൻ്റെ അടിസ്ഥാനം ഘട്ടം പരിവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു കൂട്ടമാണ്. തെർമോഡൈനാമിക് താപനിലകളുടെ ചില മൂല്യങ്ങളുള്ള ശുദ്ധമായ പദാർത്ഥങ്ങളും ഈ പോയിൻ്റുകളിൽ കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്ത ഇൻ്റർപോളേഷൻ ഉപകരണങ്ങളും. ITS-90 സ്കെയിൽ നിലവിൽ പ്രാബല്യത്തിൽ ഉണ്ട്. പ്രധാന പ്രമാണം (സ്കെയിലിലെ നിയന്ത്രണങ്ങൾ) കെൽവിൻ്റെ നിർവചനം, ഘട്ടം പരിവർത്തന താപനിലകളുടെ മൂല്യങ്ങൾ (റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകൾ), ഇൻ്റർപോളേഷൻ രീതികൾ എന്നിവ സ്ഥാപിക്കുന്നു.

ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന താപനില സ്കെയിലുകൾ - സെൽഷ്യസും ഫാരൻഹീറ്റും (പ്രധാനമായും യുഎസ്എയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു) - കേവലമല്ല, അതിനാൽ താപനില ജലത്തിൻ്റെ മരവിപ്പിക്കുന്ന പോയിൻ്റിന് താഴെയായി താഴുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുമ്പോൾ അസൗകര്യമുണ്ട്, അതിനാലാണ് താപനില നെഗറ്റീവ് പ്രകടിപ്പിക്കേണ്ടത്. നമ്പർ. അത്തരം സന്ദർഭങ്ങളിൽ, കേവല താപനില സ്കെയിലുകൾ അവതരിപ്പിച്ചു.

അവയിലൊന്നിനെ റാങ്കിൻ സ്കെയിൽ എന്നും മറ്റൊന്ന് കേവല തെർമോഡൈനാമിക് സ്കെയിൽ (കെൽവിൻ സ്കെയിൽ) എന്നും വിളിക്കുന്നു; അവയുടെ താപനില യഥാക്രമം ഡിഗ്രി റാങ്കിൻ (°Ra), കെൽവിൻ (K) എന്നിവയിൽ അളക്കുന്നു. രണ്ട് സ്കെയിലുകളും കേവല പൂജ്യം താപനിലയിൽ ആരംഭിക്കുന്നു. കെൽവിൻ സ്കെയിലിലെ ഒരു ഡിവിഷൻ്റെ വില സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിലെ ഒരു ഡിവിഷൻ്റെ വിലയ്ക്ക് തുല്യമാണ്, കൂടാതെ റാങ്കിൻ സ്കെയിലിലെ ഒരു ഡിവിഷൻ്റെ വില ഫാരൻഹീറ്റ് സ്കെയിലുമായി തെർമോമീറ്ററുകളുടെ വിഭജനത്തിൻ്റെ വിലയ്ക്ക് തുല്യമാണ്. സാധാരണ അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ ജലത്തിൻ്റെ ഫ്രീസിങ് പോയിൻ്റ് 273.15 K, 0 °C, 32 °F.

കെൽവിൻ സ്കെയിൽ ജലത്തിൻ്റെ ട്രിപ്പിൾ പോയിൻ്റുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു (273.16 കെ), ബോൾട്ട്സ്മാൻ സ്ഥിരാങ്കം അതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന താപനില അളവുകളുടെ വ്യാഖ്യാനത്തിൻ്റെ കൃത്യതയിൽ ഇത് പ്രശ്നങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ട്രിപ്പിൾ പോയിൻ്റ് താപനിലയെ പരാമർശിക്കുന്നതിനുപകരം കെൽവിൻ്റെ പുതിയ നിർവചനത്തിലേക്കും ബോൾട്ട്‌സ്‌മാൻ സ്ഥിരാങ്കം ശരിയാക്കാനുമുള്ള സാധ്യതയാണ് ബിഐപിഎം ഇപ്പോൾ പരിഗണിക്കുന്നത്. .

4.2 സെൽഷ്യസ്

സാങ്കേതികവിദ്യ, വൈദ്യശാസ്ത്രം, കാലാവസ്ഥാ ശാസ്ത്രം, ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ, സെൽഷ്യസ് സ്കെയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ ജലത്തിൻ്റെ ട്രിപ്പിൾ പോയിൻ്റിൻ്റെ താപനില 0.008 ° C ആണ്, അതിനാൽ, 1 atm മർദ്ദത്തിൽ ജലത്തിൻ്റെ മരവിപ്പിക്കുന്ന പോയിൻ്റ് 0 ° ആണ്. സി. നിലവിൽ, സെൽഷ്യസ് സ്കെയിൽ നിർണ്ണയിക്കുന്നത് കെൽവിൻ സ്കെയിലിലൂടെയാണ്: സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിലെ ഒരു ഡിവിഷൻ്റെ വില കെൽവിൻ സ്കെയിലിലെ ഒരു ഡിവിഷൻ്റെ വിലയ്ക്ക് തുല്യമാണ്, t(°C) = T(K) - 273.15. അങ്ങനെ, 100 °C റഫറൻസ് പോയിൻ്റായി സെൽഷ്യസ് ആദ്യം തിരഞ്ഞെടുത്ത വെള്ളത്തിൻ്റെ തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റ് അതിൻ്റെ പ്രാധാന്യം നഷ്ടപ്പെട്ടു, ആധുനിക കണക്കുകൾ സാധാരണ അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ ജലത്തിൻ്റെ തിളപ്പിക്കൽ പോയിൻ്റ് ഏകദേശം 99.975 °C ആണ്. സെൽഷ്യസ് സ്കെയിൽ പ്രായോഗികമായി വളരെ സൗകര്യപ്രദമാണ്, കാരണം നമ്മുടെ ഗ്രഹത്തിൽ വെള്ളം വളരെ വ്യാപകമാണ്, നമ്മുടെ ജീവിതം അതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. സീറോ സെൽഷ്യസ് കാലാവസ്ഥാ ശാസ്ത്രത്തിന് ഒരു പ്രത്യേക പോയിൻ്റാണ്, കാരണം ഇത് അന്തരീക്ഷ ജലത്തിൻ്റെ മരവിപ്പിക്കുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. 1742-ൽ ആൻഡേഴ്സ് സെൽഷ്യസ് ആണ് ഈ സ്കെയിൽ നിർദ്ദേശിച്ചത്.

4.3 ഫാരൻഹീറ്റ്

ഇംഗ്ലണ്ടിലും പ്രത്യേകിച്ച് യുഎസ്എയിലും ഫാരൻഹീറ്റ് സ്കെയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പൂജ്യം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് 32 ഡിഗ്രി ഫാരൻഹീറ്റ് ആണ്, ഒരു ഡിഗ്രി ഫാരൻഹീറ്റ് 9/5 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് ആണ്.

ഫാരൻഹീറ്റ് സ്കെയിലിൻ്റെ നിലവിലെ നിർവചനം ഇപ്രകാരമാണ്: 1 ഡിഗ്രി (1 °F) അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ ജലത്തിൻ്റെ ചുട്ടുതിളക്കുന്ന സ്ഥാനവും മഞ്ഞ് ഉരുകുന്ന താപനിലയും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസത്തിൻ്റെ 1/180-ന് തുല്യമായ താപനില സ്കെയിലാണിത്. ഐസിൻ്റെ ദ്രവണാങ്കം +32 °F ആണ്. ഫാരൻഹീറ്റ് സ്കെയിലിലെ താപനില t °C = 5/9 (t °F - 32), t °F = 9/5 t °C + 32 എന്ന അനുപാതത്തിൽ സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിലെ (t °C) താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. 1724-ൽ ജി. ഫാരൻഹീറ്റ്.

5. കേവല പൂജ്യത്തിൽ താപ ചലനത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം

ദ്രവ്യം തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ, താപ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പല രൂപങ്ങളും അവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഫലങ്ങളും ഒരേസമയം വ്യാപ്തി കുറയുന്നു. പദാർത്ഥം ക്രമം കുറഞ്ഞ അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ ക്രമീകരിച്ച അവസ്ഥയിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു.

കേവല പൂജ്യം എന്ന ആധുനിക ആശയം കേവല വിശ്രമത്തിൻ്റെ ആശയമല്ല; നേരെമറിച്ച്, കേവല പൂജ്യത്തിൽ ചലനമുണ്ടാകാം - അത് നിലവിലുണ്ട്, പക്ഷേ ഇത് പൂർണ്ണമായ ക്രമത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയാണ് ...

പി.എൽ. കപിത്സ (ദ്രാവക ഹീലിയത്തിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ)

വാതകം ഒരു ദ്രാവകമായി മാറുകയും പിന്നീട് ഖരരൂപത്തിൽ ക്രിസ്റ്റലൈസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു (ഹീലിയം, കേവല പൂജ്യത്തിൽ പോലും, അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ ദ്രാവകാവസ്ഥയിൽ തുടരുന്നു). ആറ്റങ്ങളുടെയും തന്മാത്രകളുടെയും ചലനം മന്ദഗതിയിലാകുന്നു, അവയുടെ ഗതികോർജ്ജം കുറയുന്നു. കുറഞ്ഞ വ്യാപ്തിയിൽ വൈബ്രേറ്റുചെയ്യുന്ന ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിൻ്റെ ആറ്റങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോൺ വിസരണം കുറയുന്നത് കാരണം മിക്ക ലോഹങ്ങളുടെയും പ്രതിരോധം കുറയുന്നു. അങ്ങനെ, കേവല പൂജ്യത്തിൽ പോലും, ചാലക ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ 1 × 10 6 മീ/സെ എന്ന ക്രമത്തിലുള്ള ഫെർമി വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു.

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ ചലനം കാരണം മാത്രം സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ കണികകൾക്ക് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ചലനമുള്ള താപനില കേവല പൂജ്യത്തിൻ്റെ താപനിലയാണ് (T = 0K).

കേവല പൂജ്യം താപനിലയിൽ എത്താൻ കഴിയില്ല. സോഡിയം ആറ്റങ്ങളുടെ ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റിൻ്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനില (450 ± 80) × 10 -12 K 2003-ൽ MIT-യിലെ ഗവേഷകർക്ക് ലഭിച്ചു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, താപ വികിരണത്തിൻ്റെ കൊടുമുടി 6400 കിലോമീറ്റർ ക്രമത്തിൻ്റെ തരംഗദൈർഘ്യ മേഖലയിലാണ്, അതായത് ഭൂമിയുടെ ഏകദേശം ആരം.

5.1 താപനിലയും വികിരണവും

ഒരു ശരീരം പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം അതിൻ്റെ താപനിലയുടെ നാലാമത്തെ ശക്തിക്ക് ആനുപാതികമാണ്. അതിനാൽ, 300 കെയിൽ, ഒരു ചതുരശ്ര മീറ്റർ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് 450 വാട്ട് വരെ പുറത്തുവിടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവിന് താഴെ രാത്രിയിൽ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലം തണുപ്പിക്കുന്നതിനെ ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു. തികച്ചും കറുത്ത ശരീരത്തിൻ്റെ വികിരണ ഊർജ്ജം സ്റ്റെഫാൻ-ബോൾട്ട്സ്മാൻ നിയമം വിവരിക്കുന്നു

5.2 റിയമുർ സ്കെയിൽ

താൻ കണ്ടുപിടിച്ച ആൽക്കഹോൾ തെർമോമീറ്റർ വിവരിച്ച R. A. Reaumur 1730-ൽ നിർദ്ദേശിച്ചു.

യൂണിറ്റ് ഡിഗ്രി Reaumur (°R), 1 °R എന്നത് റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള താപനില ഇടവേളയുടെ 1/80 ന് തുല്യമാണ് - ഹിമത്തിൻ്റെ ദ്രവീകരണ താപനിലയും (0 °R) ജലത്തിൻ്റെ തിളനിലയും (80 °R)

1 °R = 1.25 °C.

നിലവിൽ, സ്കെയിൽ ഉപയോഗശൂന്യമായി; ഗ്രന്ഥകാരൻ്റെ ജന്മനാടായ ഫ്രാൻസിലാണ് ഇത് ഏറ്റവും കൂടുതൽ കാലം നിലനിന്നത്.

6. വ്യത്യസ്ത സ്കെയിലുകളിൽ നിന്നുള്ള പരിവർത്തനങ്ങൾ

7. താപനില സ്കെയിലുകളുടെ താരതമ്യം

താപനില സ്കെയിലുകളുടെ താരതമ്യം

വിവരണം	കെൽവിൻ	സെൽഷ്യസ്	ഫാരൻഹീറ്റ്	റാങ്കിൻ	ഡെലിസ്ലെ	ന്യൂട്ടൺ	രെഅമുര്	റോമർ
കേവല പൂജ്യം	0	−273.15	−459.67	0	559.725	−90.14	−218.52	−135.90
ഫാരൻഹീറ്റ് മിശ്രിതത്തിൻ്റെ ഉരുകൽ താപനില (ഉപ്പും ഐസും തുല്യ അളവിൽ)	255.37	−17.78	0	459.67	176.67	−5.87	−14.22	−1.83
ജലത്തിൻ്റെ ഫ്രീസിങ് പോയിൻ്റ് (സാധാരണ അവസ്ഥ)	273.15	0	32	491.67	150	0	0	7.5
ശരാശരി മനുഷ്യ ശരീര താപനില¹	310.0	36.6	98.2	557.9	94.5	12.21	29.6	26.925
വെള്ളം തിളയ്ക്കുന്ന സ്ഥലം (സാധാരണ അവസ്ഥ)	373.15	100	212	671.67	0	33	80	60
ഉരുകുന്ന ടൈറ്റാനിയം	1941	1668	3034	3494	−2352	550	1334	883
സൂര്യൻ്റെ ഉപരിതലം	5800	5526	9980	10440	−8140	1823	4421	2909

¹ സാധാരണ മനുഷ്യ ശരീര താപനില 36.6 °C ±0.7 °C അല്ലെങ്കിൽ 98.2 °F ±1.3 °F ആണ്. സാധാരണയായി ഉദ്ധരിച്ച മൂല്യമായ 98.6 °F, 19-ാം നൂറ്റാണ്ടിലെ ജർമ്മൻ മൂല്യമായ 37 °C യുടെ ഫാരൻഹീറ്റിലേക്കുള്ള കൃത്യമായ പരിവർത്തനമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ മൂല്യം സാധാരണ ശരാശരി മനുഷ്യ ശരീര താപനിലയുടെ പരിധിയിലല്ല, കാരണം ശരീരത്തിൻ്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളുടെ താപനില വ്യത്യസ്തമാണ്.

ഈ പട്ടികയിലെ ചില മൂല്യങ്ങൾ റൗണ്ട് ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു.

8. ഘട്ടം സംക്രമണങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ

വിവിധ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഘട്ടം സംക്രമണ പോയിൻ്റുകൾ വിവരിക്കുന്നതിന്, ഇനിപ്പറയുന്ന താപനില മൂല്യങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു:

• ഉരുകൽ താപനില
• തിളയ്ക്കുന്ന താപനില
• അനീലിംഗ് താപനില
• സിൻ്ററിംഗ് താപനില
• സിന്തസിസ് താപനില
• വായുവിൻ്റെ താപനില
• മണ്ണിൻ്റെ താപനില
• ഹോമോലോജസ് താപനില
• ട്രിപ്പിൾ പോയിൻ്റ്
• ഡീബൈ താപനില (സവിശേഷമായ താപനില)
• ക്യൂറി താപനില

9. രസകരമായ വസ്തുതകൾ

1910 -68 വരെ ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനില, വെർഖോയാൻസ്ക്

• മനുഷ്യൻ സൃഷ്ടിച്ച ഏറ്റവും ഉയർന്ന താപനില, ~10 ട്രില്യൺ. കെ (ഇത് പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ ജീവിതത്തിൻ്റെ ആദ്യ നിമിഷങ്ങളിലെ താപനിലയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്) ലെഡ് അയോണുകളുടെ കൂട്ടിയിടി സമയത്ത് 2010-ൽ പ്രകാശവേഗതയിലേക്ക് ത്വരിതപ്പെടുത്തി. ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിലാണ് പരീക്ഷണം നടത്തിയത്
• സൈദ്ധാന്തികമായി സാധ്യമായ ഏറ്റവും ഉയർന്ന താപനില പ്ലാങ്ക് താപനിലയാണ്. എല്ലാം ഊർജ്ജമായി മാറുന്നതിനാൽ ഉയർന്ന താപനില നിലനിൽക്കില്ല (എല്ലാ ഉപആറ്റോമിക് കണങ്ങളും തകരും). ഈ താപനില ഏകദേശം 1.41679(11)×10 32 K (ഏകദേശം 142 നോൺ മില്യൺ കെ) ആണ്.
• റൂബിഡിയം ആറ്റങ്ങളെ തണുപ്പിച്ച് 1995-ൽ അമേരിക്കയിൽ നിന്നുള്ള എറിക് കോർണലും കാൾ വീമാനും ചേർന്നാണ് മനുഷ്യൻ സൃഷ്ടിച്ച ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനില കണ്ടെത്തിയത്. . ഇത് കേവല പൂജ്യത്തേക്കാൾ ഒരു കെയുടെ (5.9 × 10 -12 കെ) 1/170 ബില്യണിൽ താഴെയായിരുന്നു.
• സൂര്യൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഏകദേശം 6000 K താപനിലയുണ്ട്.
• ഉയർന്ന ചെടികളുടെ വിത്തുകൾ −269 °C വരെ തണുപ്പിച്ചതിന് ശേഷം നിലനിൽക്കും.

കുറിപ്പുകൾ

1. GOST 8.417-2002. അളവുകളുടെ യൂണിറ്റുകൾ - nolik.ru/systems/gost.htm
2. താപനില എന്ന ആശയം - താപനില.ru/mtsh/mtsh.php?page=1
3. I. P. ബസരോവ്. തെർമോഡൈനാമിക്സ്, എം., ഹയർ സ്കൂൾ, 1976, പി. 13-14.
4. പ്ലാറ്റിനം - താപനില.ru/mtsh/mtsh.php?page=81 പ്രതിരോധ തെർമോമീറ്റർ - പ്രധാന ഉപകരണം MTSH-90.
5. ലേസർ തെർമോമെട്രി - താപനില.ru/newmet/newmet.php?page=0
6. MTSH-90 റഫറൻസ് പോയിൻ്റുകൾ - താപനില.ru/mtsh/mtsh.php?page=3
7. കെൽവിൻ എന്നതിൻ്റെ ഒരു പുതിയ നിർവചനത്തിൻ്റെ വികസനം - temperatures.ru/kelvin/kelvin.php?page=2
8. ഡി.എ.പർഷിൻ, ജി.ജി.സെഗ്രിയനിര്ണ്ണായക ബിന്ദു. ഒരു നിർണായക അവസ്ഥയിലുള്ള ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ. ട്രിപ്പിൾ പോയിൻ്റ്. രണ്ടാം തരത്തിലുള്ള ഘട്ടം പരിവർത്തനങ്ങൾ. കുറഞ്ഞ താപനില നേടുന്നതിനുള്ള രീതികൾ. - edu.ioffe.spb.ru/edu/thermodinamics/lect11h.pdf. സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ തെർമോഡൈനാമിക്സ്. പ്രഭാഷണം 11. സെൻ്റ് പീറ്റേഴ്സ്ബർഗ് അക്കാദമിക് യൂണിവേഴ്സിറ്റി.
9. വിവിധ ശരീര താപനില അളവുകളെക്കുറിച്ച് - hypertextbook.com/facts/LenaWong.shtml (ഇംഗ്ലീഷ്)
10. ബിബിസി വാർത്ത - ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡർ (LHC) ഒരു "മിനി-ബിഗ് ബാംഗ്" സൃഷ്ടിക്കുന്നു - www.bbc.co.uk/news/science-environment-11711228
11. എല്ലാത്തെക്കുറിച്ചും എല്ലാം. താപനില റെക്കോർഡുകൾ - tem-6.narod.ru/weather_record.html
12. ശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ അത്ഭുതങ്ങൾ - www.seti.ee/ff/34gin.swf

സാഹിത്യം

• B. I. സ്പാസ്കിഭൗതികശാസ്ത്ര ചരിത്രം ഭാഗം I - osnovanija.narod.ru/History/Spas/T1_1.djvu. - മോസ്കോ: "ഹയർ സ്കൂൾ", 1977.
• സിവുഖിൻ ഡി.വി.തെർമോഡൈനാമിക്സും മോളിക്യുലാർ ഫിസിക്സും. - മോസ്കോ: "സയൻസ്", 1990.

ഡൗൺലോഡ്
ഈ സംഗ്രഹം റഷ്യൻ വിക്കിപീഡിയയിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ലേഖനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. സമന്വയം പൂർത്തിയായി 07/09/11 16:20:43
സമാന സംഗ്രഹങ്ങൾ: