что такое абсолютная температура газа

Абсолютная температура идеального газа. Формулы. Пример задачи

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Абсолютная шкала температур

Для начала познакомимся со шкалой, которая используется в физике для описания температуры. Она называется абсолютной или шкалой Кельвина. Впервые ее ввел в использование английский физик лорд Кельвин в 1848 году. При этом ученый основывался на завоевавшей популярность шкале Цельсия.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

С градусами Цельсия C абсолютная шкала T связана следующим простым равенством:

В отличие от других температурных шкал, например, от шкалы Фаренгейта, кельвин имеет точно такой же масштаб, что и градус Цельсия. Последнее означает, что для перевода в абсолютную любой температуры по Цельсию достаточно добавить к ней число 273,15. Так, по шкале Кельвина вода замерзает при 273,15 К, а кипит при 373,15 К.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Краткое понятие о газе идеальном

Поскольку далее будет рассмотрена формула для определения абсолютной температуры газа идеального, то будет полезным познакомиться с этим понятием поближе. Под идеальным понимают такой газ, молекулы которого практически не взаимодействуют друг с другом, обладают большой кинетической энергией по сравнению с потенциальной, и расстояния между которыми значительно превышают их собственные размеры.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Температура абсолютная идеального газа

Существует два подхода к определению температуры в газах. Рассмотрим каждый из них.

Первый подход заключается в привлечении положений молекулярно-кинетической теории (МКТ) и физического смысла самой температуры T. Последний заключается в кинетической энергии частиц газа. Чем больше эта энергия, тем выше температура, причем зависимость является прямо пропорциональной. Используя формулу из механики для энергии кинетической и постоянную Больцмана kB можно записать следующее равенство МКТ:

Чем меньше масса частицы и чем больше ее скорость, тем выше абсолютная температура.

Второй подход в определении величины T заключается в использовании универсального уравнения Клапейрона-Менделеева. Это уравнение было записано в XIX веке Эмилем Клапейроном (впоследствии модифицировано Д. И. Менделеевым) как результат обобщения открытых экспериментально в XVII-XIX веках газовых законов (Шарля, Гей-Люссака, Бойля-Мариотта, Авогадро). Математически универсальное уравнение записывается так:

Не представляет особого труда получить формулу для температуры из Клапейрона-Менделеева закона:

В закрытой системе (n = const) температура газа прямо пропорциональна произведению объема на давление.

Пример задачи

Воздух, которым мы дышим, является смесью газов идеальных. Известно, что молярная масса воздуха составляет 29 г/моль. Необходимо определить температуру воздуха, если средняя скорость его молекул составляет 530 м/с.

Очевидно, что решение этой задачи можно получить, если воспользоваться следующим выражением:

T = M*v 2 /(3*R ) = 0,029*600 2 /(3*8,314) = 326,60 К.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

В градусах Цельсия найденной температуре соответствует значение 53,45 o C. На нашей планете такие температуры характерны для жарких песчаных пустынь в полдень.

Источник

Основное уравнение МКТ идеального газа

теория по физике 🧲 молекулярная физика, МКТ, газовые законы

Идеальный газ — газ, удовлетворяющий трем условиям:

Реальный газ с малой плотностью можно считать идеальным газом.

Измерение температуры

Температуру можно измерять по шкале Цельсия и шкале Кельвина. По шкале Цельсия за нуль принимается температура, при которой происходит плавление льда. По шкале Кельвина за нуль принимается абсолютный нуль — температура, при котором давление идеального газа равно нулю, и его объем тоже равен нулю.

Цена деления обеих шкал составляет 1 градус. Поэтому изменение температуры в градусах Цельсия равно изменению температуры в Кельвинах:

При решении задач в МКТ используют значения температуры по шкале Кельвина. Если в условиях задачи температура задается в градусах Цельсия, нужно их перевести в Кельвины. Это можно сделать по формуле:

Если особо важна точность, следует использовать более точную формулу:

Пример №1. Температура воды равна o C. Определить температуру воды в Кельвинах.

T = t + 273 = 2 + 273 = 275 (К)

Основное уравнение МКТ идеального газа

Давление идеального газа обусловлено беспорядочным движением молекул, которые сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда. Основное уравнение МКТ идеального газа связывает давление и другие макропараметры (объем, температуру и массу) с микропараметрами (массой молекул, скоростью молекул и кинетической энергией).

Основное уравнение МКТ

Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы.

p — давление идеального газа, n — концентрация молекул газа, − E k — средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул.

Выражая физические величины друг через друга, можно получить следующие способы записи основного уравнения МКТ идеального газа:

m 0 — масса одной молекулы газа;

n — концентрация молекул газа;

− v 2 — среднее значение квадрата скорости молекул газа.

Среднее значение квадрата скорости не следует путать со среднеквадратичной скоростью v, которая равна корню из среднего значения квадрата скорости:

k — постоянная Больцмана (k = 1,38∙10 –3 Дж/кг)

T — температура газа по шкале Кельвина

Пример №2. Во сколько раз уменьшится давление идеального одноатомного газа, если среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул и концентрацию уменьшить в 2 раза?

Согласно основному уравнению МКТ идеального газа, давление прямо пропорционально произведению средней кинетической энергии теплового движения молекул и концентрации его молекул. Следовательно, если каждая из этих величин уменьшится в 2 раза, то давление уменьшится в 4 раза:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Следствия из основного уравнения МКТ идеального газа

Через основное уравнение МКТ идеального газа можно выразить скорость движения молекул (частиц газа):

R — универсальная газовая постоянная, равная произведения постоянной Авогадро на постоянную Больцмана:

Температура — мера кинетической энергии молекул идеального газа:

Полная энергия поступательного движения молекул газа определяется формулой:

Пример №3. При уменьшении абсолютной температуры на 600 К средняя кинетическая энергия теплового движения молекул неона уменьшилась в 4 раза. Какова начальная температура газа?

Запишем формулу, связывающую температуру со средней кинетической энергией теплового движения молекул, для обоих случаев, с учетом что:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Составим систему уравнений:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газаНа графике представлена зависимость объёма постоянного количества молей одноатомного идеального газа от средней кинетической энергии теплового движения молекул газа. Опишите, как изменяются температура и давление газа в процессах 1−2 и 2−3. Укажите, какие закономерности Вы использовали для объяснения.

Алгоритм решения

Решение

График построен в координатах (V;Ek). Процесс 1–2 представляет собой прямую линию, исходящую из начала координат. Это значит, что при увеличении объема растет средняя кинетическая энергия молекул. Но из основного уравнения МКТ идеального газа следует, что мерой кинетической энергии молекул является температура:

Следовательно, когда кинетическая энергия молекул растет, температура тоже растет.

Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона:

Так как количество вещества одинаковое для обоих состояния 1 и 2, запишем:

Мы уже выяснили, что объем и температура увеличиваются пропорционально. Следовательно, давление в состояниях 1 и 2 равны. Поэтому процесс 1–2 является изобарным, давление во время него не меняется.

Процесс 2–3 имеет график в виде прямой линии, перпендикулярной кинетической энергии. Так как температуры прямо пропорциональна кинетической энергии, она остается постоянной вместе с этой энергией. Следовательно, процесс 2–3 является изотермическим, температура во время него не меняется. Мы видим, что объем при этом процессе уменьшается. Но так как объем и давление — обратно пропорциональные величины, то давление на участке 2–3 увеличивается.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Первоначальное давление газа в сосуде равнялось р1. Увеличив объём сосуда, концентрацию молекул газа уменьшили в 3 раза, и одновременно в 2 раза увеличили среднюю энергию хаотичного движения молекул газа. В результате этого давление р2 газа в сосуде стало равным

Источник

Уравнение состояния идеального газа и смысл абсолютной температуры

Каждый человек в течение своей жизни сталкивается с телами, которые находятся в одном из трех агрегатных состояний вещества. Самым простым для изучения агрегатным состоянием является газ. В статье рассмотрим концепцию идеального газа, приведем уравнение состояния системы, а также уделим некоторое внимание описанию абсолютной температуры.

Газовое состояние вещества

Каждый школьник хорошо представляет, о каком состоянии материи идет речь, когда слышит слово «газ». Под этим словом понимают тело, которое способно занимать любой предоставленный ему объем. Оно не способно сохранять форму, поскольку не может сопротивляться даже самому незначительному внешнему воздействию. Также газ не сохраняет и объем, что его отличает не только от твердых тел, но и от жидкостей.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа Вам будет интересно: Как правильно писать? Выберете или выберите?

Как и жидкость, газ является текучей субстанцией. В процессе движения твердых тел в газах последние препятствуют этому движению. Появившуюся силу называют сопротивлением. Ее величина зависит от скорости движения тела в газе.

Яркими примерами газов является воздух, природный газ, который используется для отопления домов и приготовления пищи, инертные газы (Ne, Ar), которыми заполняют рекламные трубки тлеющего разряда, или которые используют для создания инертной (неагрессивной, защитной) среды при сварке.

Идеальный газ

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа Вам будет интересно: Людовик Сварливый: его краткое правление, жены и сын, Иоанн Посмертный

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Прежде чем переходить к описанию газовых законов и уравнения состояния, следует хорошо разобраться с вопросом, что собой представляет идеальный газ. Это понятие вводится в молекулярно-кинетической теории (МКТ). Идеальным называется любой газ, который удовлетворяет следующим характеристикам:

Естественно, что любой газ является не идеальным, а реальным. Тем не менее, для решения многих практических задач указанные приближения являются вполне справедливыми и ими можно пользоваться. Существует общее эмпирическое правило, которое гласит: независимо от химической природы, если газ имеет температуру выше комнатной и давление порядка атмосферного или ниже, то его с высокой точностью можно считать идеальным и применять для его описания формулу уравнения состояния идеального газа.

Закон Клапейрона-Менделеева

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа Вам будет интересно: Идеальный газ. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Формулы и пример задачи

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Переходами между различными агрегатными состояниями вещества и процессами в рамках одного агрегатного состояния занимается термодинамика. Давление, температура и объем являются тремя величинами, которые однозначно определяют любое состояние термодинамической системы. Формула уравнения состояния идеального газа объединяет в единое равенство все три указанные величины. Запишем эту формулу:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Другие формы записи уравнения

Выше мы записали уравнение состояния идеального газа Менделеева-Клапейрона в общепринятом и удобном виде. Однако в задачах по термодинамике часто может потребоваться несколько иной вид. Ниже записаны еще три формулы, которые непосредственно следуют из записанного уравнения:

Эти три уравнения также являются универсальными для идеального газа, только в них появляются такие величины, как масса m, молярная масса M, плотность ρ и число частиц N, которые составляет систему. Символом kB здесь обозначена постоянная Больцмана (1,38*10-23 Дж/К).

Закон Бойля-Мариотта

Когда Клапейрон составлял свое уравнение, то он основывался на газовых законах, которые были открыты экспериментально несколько десятилетий ранее. Одним из них является закон Бойля-Мариотта. Он отражает изотермический процесс в закрытой системе, в результате которого изменяются такие макроскопические параметры, как давление и объем. Если положить T и n постоянными в уравнении состояния идеального газа, газовый закон тогда примет вид:

Это и есть закон Бойля-Мариотта, который говорит о том, что произведение давление на объем сохраняется во время произвольного изотермического процесса. При этом сами величины P и V изменяются.

Если изображать график зависимости P(V) или V(P), то изотермы будут представлять собой гиперболы.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Законы Шарля и Гей-Люссака

Эти законы математически описывают изобарный и изохорный процессы, то есть такие переходы между состояниями газовой системы, при которых сохраняются давление и объем, соответственно. Закон Шарля математически можно записать следующим образом:

V/T = const при n, P = const.

Закон Гей-Люссака записывается так:

P/T = const при n, V = const.

Если оба равенства представить в виде графика, то мы получим прямые линии, которые под некоторым углом наклонены к оси абсцисс. Такой вид графиков говорит о прямой пропорциональности между объемом и температурой при постоянном давлении и между давлением и температурой при постоянном объеме.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Отметим, что все три рассмотренных газовых закона не принимают во внимание химический состав газа, а также изменение его количества вещества.

Абсолютная температура

В быту мы привыкли пользоваться температурной шкалой Цельсия, поскольку она является удобной для описания окружающих нас процессов. Так, вода кипит при температуре 100 oC, а замерзает при 0 oC. В физике эта шкала оказывается неудобной, поэтому применяют так называемую абсолютную шкалу температур, которая была введена лордом Кельвином в середине XIX века. В соответствии с этой шкалой температура измеряется в Кельвинах (К).

Помимо приведенного выше физического смысла абсолютной температуры, существуют другие подходы к пониманию этой величины. Одним из них является упомянутый газовый закон Шарля. Запишем его в следующей форме:

Последнее равенство говорит о том, что при определенном количестве вещества в системе (например, 1 моль) и определенном давлении (например, 1 Па) объем газа однозначно определяет абсолютную температуру. Иными словами, возрастание объема газа при указанных условиях возможно только за счет увеличения температуры, а уменьшение объема свидетельствует об уменьшении величины T.

Напомним, что в отличие от температуры по шкале Цельсия, абсолютная температура не может принимать отрицательные значения.

Принцип Авогадро и газовые смеси

Помимо изложенных выше газовых законов, уравнение состояния для идеального газа также приводит к открытому Амедео Авогадро в начале XIX века принципу, который носит его фамилию. Этот принцип устанавливает, что объем любого газа при постоянных давлении и температуре определяется количеством вещества в системе. Соответствующая формула выглядит так:

n/V = const при P, T = const.

Записанное выражение приводит к известному в физике идеальных газов закону Дальтона для газовых смесей. Этот закон гласит, что парциальное давление газа в смеси однозначно определяется его атомной долей.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Пример решения задачи

В закрытом сосуде с жесткими стенками, содержащем идеальный газ, в результате нагревания давление увеличилось в 3 раза. Необходимо определить конечную температуру системы, если ее начальное значение было равно 25 oC.

Сначала переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины, имеем:

T = 25 + 273,15 = 298,15 К.

Поскольку стенки сосуда являются жесткими, то процесс нагревания можно считать изохорным. Для этого случая применим закон Гей-Люссака, имеем:

Таким образом, конечная температура определяется из произведения отношения давлений и начальной температуры. Подставляя в равенство данные, получаем ответ: T2 = 894,45 К. Эта температура соответствует 621,3 oC.

Источник

Физика. 10 класс

Конспект урока

Урок №19. Температура. Энергия теплового движения молекул

На уроке рассматриваются понятия: температура и тепловое равновесие; шкалы Цельсия и Кельвина; абсолютная температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества, зависимость давления от концентрации молекул и температуры.

Температура характеризует степень нагретости тела (холодное, тёплое, горячее).

Тепловым равновесием называют – такое состояние тел, при котором температура во всех точках системы одинакова.

Тепловым или термодинамическим равновесием, изолированной системы тел, называют состояние, при котором все макроскопические параметры в системе остаются неизменными.

Термометр — это прибор для измерения температуры путём контакта с исследуемым телом. Различают жидкостные, газовые термометры, термопары, термометры сопротивления.

Абсолютная температура Т прямо пропорциональна температуре Θ (тета), выражаемой в энергетических единицах (Дж).

Абсолютный нуль – температура, при которой прекращается тепловое движение молекул.

Абсолютная шкала температур (Шкала Кельвина) – здесь нулевая температура соответствует абсолютному нулю, а каждая единица температуры равна градусу по шкале Цельсия.

Постоянная Больцмана – коэффициентчто такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа, связывает температуру Θ энергетических единицах (Дж) с абсолютной температурой Т (К).

Абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии молекул.

Давление газа прямо пропорционально концентрации его молекул и абсолютной температуре Т.

Закон Авогадро – в равных объёмах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Измеряя расположение звёзд на небе, расстояния на земле, время, люди знали, для чего они это делают и изобретали, телескопы, часы, прототипы современных линеек. О температуре такого же сказать было нельзя. О том, что такое тепловое равновесие и что означает степень нагрева тела (температура), существовали разные мнения. Но человек с незапамятных времен точно знал, что, когда два тела плотно соприкасаются, между ними устанавливается, выражаясь современным языком, тепловое равновесие.

Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходят в состояние теплового равновесия.

Тепловым равновесием называют такое состояние тел, при котором температура во всех точках системы одинакова.

К числу характеристик состояния макроскопических тел (твёрдых тел, жидкостей, газов) и процессов изменения их состояний, относят объём, давление и температуру. Эти величины описывают в целом тела, состоящие из большого числа молекул, а не отдельные молекулы. При этом микроскопические процессы внутри тела не прекращаются при тепловом равновесии: расположения молекул всё время меняются и меняются их скорости при столкновениях.

Величины объём, давление и температуру, характеризующие состояние макроскопических тел без учёта их молекулярного строения, называют макроскопическими параметрами.

Тепловым или термодинамическим равновесием, изолированной системы тел, называют состояние, при котором все макроскопические параметры в системе остаются неизменными.

Для точной характеристики нагретости тела, необходим прибор, способный измерить температуры тел и дать возможности их сравнения.

Термометр — это прибор для измерения температуры путём контакта с исследуемым телом. Различают жидкостные, газовые термометры, термопары, термометры сопротивления.

В 1597 году Галилей создал термоскоп, в собственных сочинениях учёного нет описания этого прибора, но его ученики засвидетельствовали этот факт. Аппарат представлял собой устройство для поднятия воды при помощи нагревания.

Изобретение термометра, данные которого не зависели бы от перепадов атмосферного давления, произошли благодаря экспериментам физика Э. Торричелли, ученика Галилея.

Во всех приборах, изобретённых в XVIII веке, измерение температуры было относительно расширению столбика воды, спирта или ртути и произвольности выбора начала отсчёта, т.е. нулевой температуры. Наполняющие их вещества замерзали или кипели и этими термометрами нельзя было измерять очень низкие или очень высокие температуры. Необходимо было изобрести такую шкалу, чтобы избавиться от зависимости выбранного вещества, на основе которого формировалось градуирование.

Шкала, предложенная шведским учёным Андерсом Цельсием в 1742 г., точно устанавливала положение двух точек: 0 и 100 градусов. По шкале Цельсия температура обозначается буквой t, измеряется в градусах Цельсия (ºС).

На территории Англии и США используется шкала Фаренгейта. Такая шкала была предложена немецким учёным Даниелем Габриелем Фаренгейтом в 1724 г.: 0 °F — температура смеси снега с нашатырём или поваренною солью, 96 °F —температура здорового человеческого тела, во рту или под мышкой.

Рене Антуан де Реомюр не одобрял применения ртути в термометрах вследствие малого коэффициента расширения ртути. В 1730 году изобрёл водно-спиртовой термометр и предложил шкалу от 0 до 80°.

Шкала Реомюра очень долго использовалась на родине учёного во Франции вплоть до настоящего времени.

Различные жидкости при нагревании расширяются не одинаково. Поэтому расстояния на шкале между нулевой отметкой 0 °C и 100 °C будут разными.

Однако существует способ создать тело, которое приближенно обладает нужными качествами. Это идеальный газ. Было замечено, что в отличие от жидкостей все разряжённые газы – водород, гелий, кислород – расширяются при нагревании одинаково и одинаково меняют своё давление при изменении температуры. Это свойство газов позволяет избавиться в термометрах от одного существенного недостатка шкалы Цельсия – произвольности выбора начала отсчёта, то есть нулевой температуры.

При тепловом равновесии, если давление и объём газа массой m постоянны, то средняя кинетическая энергия молекул газа должна иметь строго определённое значение, как и температура.

Практически такую проверку произвести непосредственно невозможно, но с помощью основного уравнения молекулярно-кинетической теории её можно выразить через макроскопические параметры:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа; что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа; что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа; что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа; что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Если кинетическая энергия действительно одинакова для всех газов в состоянии теплового равновесия, то и значение давления р должно быть тоже одинаково для всех газов при постоянном значении отношения объёма к числу молекул. Подтвердить или опровергнуть данное предположение может только опыт.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Возьмём несколько сосудов, заполненных различными газами, например, водородом, гелием и кислородом. Сосуды имеют определённые объёмы и снабжены манометрами, для измерения давления газов в сосудах. Массы газов известны, тем самым известно число молекул в каждом сосуде. Приведём газы в состояние теплового равновесия. Для этого поместим их в тающий лёд и подождём, пока не установится тепловое равновесие и давление газов перестанет меняться.

Здесь устанавливается тепловое равновесие и все газы имеют одинаковую температуру 0 °С. При этом показания манометра показывают разное давление р, объёмы сосудов V изначально были разными и число молекул N различно, так как газы, закаченные в баллоны разные. Найдём отношение для водорода всех параметров для одного моля вещества:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Такое значение отношения произведения давления газа на его объём к числу молекул получается для всех газов при температуре тающего льда. Обозначим это отношение через Θ0 (тета нулевое):

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Таким образом, предположение, что средняя кинетическая энергия, а также давление р в состоянии теплового равновесия одинаковы для всех газов, если их объёмы и количества вещества одинаковы или если отношение

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Если же сосуды с газами поместить в кипящую воду при нормальном атмосферном давлении, то согласно эксперименту, отношение макроскопических параметров будет также одинаковым для всех газов, но значение будет больше предыдущего

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Отсюда следует, что величина Θ растёт с повышением температуры и не зависит от других параметром, кроме температуры. Этот опытный факт позволяет рассматривать величину Θ тета как естественную меру температуры и измерять в энергетических единицах — джоулях.

А теперь вместо энергетической температуры введём температуру, которая будет измеряться в градусах. Будем считать величину тета Θ прямо пропорциональной температуре Т, где k- коэффициент пропорциональности

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Так как что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа, то тогда что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

По этой формуле вводится температура, которая даже теоретически не может быть отрицательной, так как все величины левой части этого равенства больше или равны нулю. Следовательно, наименьшим значением этой температуры является нуль, при любом другом параметре p, V, N равным нулю.

Предельную температуру, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объёме или при которой объём идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении, называют абсолютным нулём температуры.

Тепловое движение молекул непрерывно и бесконечно, а при абсолютном нуле молекулы поступательно не двигаются. Следовательно, абсолютный нуль температур при наличии молекул вещества не может быть достигнут. Абсолютный нуль температур — это самая низкая температурная граница, верхней не существует, та «наибольшая или последняя степень холода», существование которой предсказывал М.В. Ломоносов.

В 1848 г. английскому физику Вильяму Томсону (лорд Кельвин) удалось построить абсолютную температурную шкалу (её в настоящее время называют шкалой Кельвина), которая имеет две основные точки 0 К (или абсолютный нуль) и 273К, точка в которой вода существует в трёх состояниях (в твёрдом, жидком и газообразном).

Абсолютная температурная шкала — шкала температур, в которой за начало отсчёта принят абсолютный нуль. Температура здесь обозначается буквой T и измеряется в кельвинах (К).

На шкале Цельсия, есть две основные точки: 0°С (точка, в которой тает лёд) и 100°С (кипение воды). Температура, которую определяют по шкале Цельсия, обозначается t. Шкала Цельсия имеет как положительные, так и отрицательные значения.

Из опыта мы определили значения величины Θ (тета) при 0 °С и 100 °С. Обозначим абсолютную температуру при 0 °С через Т1, а при 100 °С через Т2. Тогда согласно формуле:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Отсюда можно вычислить коэффициент k, который связывает температуру в Θ энергетических единицах (Дж) с абсолютной температурой Т (К)

Зная постоянную Больцмана, можно найти значение абсолютного нуля по шкале Цельсия. Для этого найдём сначала значение абсолютной температуры, соответствующее 0°С:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газазначение абсолютной температуры.

Один кельвин и один градус шкалы Цельсия совпадают. Поэтому любое значение абсолютной температуры Т будет на 273 градуса выше соответствующей температуры t по Цельсию:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Теперь выведем ещё одну зависимость температуры от средней кинетической энергии молекул. Из основного уравнения молекулярно-кинетической теории и уравнения для определения абсолютной температуры

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Здесь видно, что левые части этих уравнений равны, значит правые равны тоже.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре.

Абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии движения молекул.

Из выведенных формул мы можем получить выражение, которое показывает зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Из этой зависимости вытекает, что при одинаковых давлениях и температурах концентрация молекул у всех газов одна и та же. Отсюда следует закон Авогадро, известный нам из курса химии.

Закон Авогадро: в равных объёмах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул.

Рассмотрим задачи тренировочного блока урока.

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Запишем значение средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул с зависимостью от абсолютной температуры:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Соотношение между абсолютной температурой и температурой в градусах Цельсия:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Подставим значение абсолютной температуры:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Правильный вариант ответа:что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

р = 0,8 МПа =0,8·10 6 Па

Значение средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Подставив значение абсолютной температуры, найдём ответ:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Определим концентрацию газа из соотношения:

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

что такое абсолютная температура газа. Смотреть фото что такое абсолютная температура газа. Смотреть картинку что такое абсолютная температура газа. Картинка про что такое абсолютная температура газа. Фото что такое абсолютная температура газа

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *