Идеальный газ температурная шкала

Он однозначно определяется температурами теплоприемника и теплоотдатчика и не зависит от вида вещества. Используя это соотношение, как показал В. Томсон (Кельвин), можно построить температурную шкалу, не зависящую от вида какого-нибудь термометрического вещества. Она практически совпадает со шкалой, построенной на основе законов идеальных газов. [c.214]

Абсолютная температура Т отсчитывается от такого значения принятого за нуль (нуль по температурной шкале Кельвина — 0° К), при охлаждении до которого (при постоянном объеме) давление идеального газа должно бы стать равным нулю. Она измеряет среднюю энергию движения молекул в телах и пропорциональна последней, а абсолютный нуль температуры показывает крайнюю степень холода , при которой кинетическая энергия молекул равна нулю. [c.35]

На параметрах, характеризующих физические свойства воды - температурах ее фазовых переходов - основаны широко известные температурные шкалы Цельсия ("С), Фаренгейта ("Г), Реомюра ("К). Более точной является абсолютная (термодинамическая) шкала температур, построенная на основании зависимости (1.8), так как в условиях, близких к идеальному газу, изменения давления при постоянном объеме или объема при постоянном давлении строго пропорциональны изменениям температуры. Термодинамическая шкала температур в системе мер СИ принята в качестве основной и носит название шкалы Кельвина (К). В британской системе мер по термодинамическому принципу была построена шкала Ренкина ( Ка). В настоящее время в метрической системе мер продолжает широко применяться шкала Цельсия, в британской - Фаренгейта. Шкала Реомюра была распространена в европейских странах и России до 30-х годов текущего столетия сейчас ее можно встретить в научно-технической литературе того периода и на старых образцах техники. Сравнение цитированных температурных шкал представлено на рис. 1.4, а формулы пересчета приведены в таблице 1.5. [c.29]

Следовательно, температурной шкалой идеальных газов можно поль > /заться, не считая ее связанной со свойствами идеальных газов. [c.86]

Обратимся теперь к третьему виду энергии тело обладает им вследствие того, что его атомы и молекулы находятся в состоянии движения, хотя само тело может оставаться неподвижным. Проявлением этого молекулярного движения является теплота, а его интенсивность измеряется температурой тела. Как было изложено в гл. 3, применяемая нами температурная шкала основана на закономерности расширения идеального газа, а теплота измеряется в тех же единицах, что и работа или энергия. Количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 моля вещества на 1 К, называется теплоемкостью этого вещества и измеряется в джоулях на кельвин и на моль (Дж К моль ). [c.53]

Принципиально важным способом установления абсолютной температурной шкалы является, как было показано, обратимый цикл между опорными точками ( 4) и идеальный газовый термометр ( 11). При очень низких температурах (примерно Т < Г К) оба способа практически нереализуемы. Это связано с тем, что количество теплоты, переходящ,ее при таком циклическом процессе, становится [c.55]

Эту температурную шкалу выбирают так, чтобы она совпала с идеальной газовой или термодинамической шкалой. [c.31]

Температуру можно рассматривать как условие, которое определяет теплообмен в теле. При обеспечении определенных условий конкретное явление природы всегда происходит при одной и той же температуре. Поэтому для описания каждого явления необходимо точно определять точки на температурной шкале. Двумя такими фиксированными точками являются точка таяния льда и точка кипения воды. Обычно используют шкалы Цельсия и Фаренгейта, в которых установлены соответственно 0° С и 32° F для точки таяния льда и 100° С и 212° F — для точки кипения воды. Значения температуры, отличаюш,иеся от этих двух фиксированных точек, устанавливают с помош,ью термометра измерением какого-либо зависящего от температуры свойства рабочего тела. В качестве термометрического рабочего тела используют газы, так как все они с достаточной точностью подчиняются закону идеального газа. Но при создании температурной шкалы, основанной на свойствах рабочего тела, неизбежно допускаются определенные погрешности. Использование теории идеального обратимого двигателя Карно позволило Кельвину избежать этих погрешностей и ввести шкалу абсолютной термодинамической температуры, которая не зависит от свойств рабочего тела. Нуль градусов по шкале Кельвина на 273,15 К ниже точки таяния льда. Начиная с 1954 г. было решено отказаться от точки таяния льда как от реперной точки, так как ее очень трудно воспроизводить с приемлемой точностью. Вместо нее в качестве реперной точки ввели тройную точку воды (температура фазового равновесия между чистым льдом, водой и водяным паром), которая можетбыть воспроизведена в лабораторных условиях с погрешностью не хуже 0,001 К и которая на 0,01 К выше точки таяния льда. Международным соглашением тройной точке было присвоено значение 273,16 К- Другие температуры могут быть определены с помощью газового термометра постоянного объема согласно следующему выражению [c.16]

Можно построить много различных температурных шкал, но самая простая и полезная — это шкала, основанная на поведении идеальных газов, которое получено экстраполяцией поведения реальных газов к нулевому давлению. Эта шкала тождественна шкале, основанной на втором законе термодинамики и не зависящей от свойств конкретного вещества (разд. 2.4). В гл. 17 будет показано, что температурная шкала идеального газа тождественна шкале, которую дает статистическая механика. [c.14]

В табл. 2.13 приведены координаты цветности х, у) цветовых стимулов в системе МКО 1931 г., создаваемых идеальными (полными или планковскими) излучателями, поддерживаемыми при различных температурах (К) по абсолютной температурной шкале. Спектральное распределение лучистого потока было рассчитано по формуле Планка (см. Обсуждение стандартного излучения А МКО) и распространено на случай более высоких температур излучений, которые могут быть реально достигнуты. [c.195]

XI Генеральная конференция по мерам и весам (1960 г.) приняла (см. приложение в работе [1]) в качестве основной Международную термодинамическую температурную шкалу (Кельвина) с обозначением температуры Т и единицы измерения °К (градус Кельвина). Эта шкала базируется на законах термодинамики идеального газа и использует в качестве основной температуру тройной точки воды, которой присвоено значение 273,16°К. Термин основная шкала означает, [c.91]

А. Абсолютная температура идеального газа является мерой средней кинетической энергии поступательного движения его молекул. Так как средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа не может быть отрицательной, то температура Т не может быть меньше нуля. Поэтому значение Т — О-назы-вается абсолютным нулем, а соответствующая шкала — абсолютной температурной шкалой. Из выражения (1,2) видно, что абсо- [c.11]

Напротив, некоторые разделы Введения в общую химию Смита [37] содержат материал в настолько полном объеме, что студент невольно обнаруживает взаимоотношения между параметрами. Например, моделирование поведения идеального газа встроено в обучающий диалог, куда введена концепция абсолютной температурной шкалы. Студент обладает некоторым контролем над программой, выбирая температуры, при которых следует зафиксировать давление (рис. 2.10). Программа, однако, требует, чтобы был перекрыт достаточный диапазон температур. По завершении сбора данных программа выдает заключение о том, что следует из полученных результатов. Линейная структура этих программ не дает студентам возможности исследовать другие аспекты модели, которые им кажутся более интересными, но она же не позволяет им расходовать время на те действия, которые автор считает непродуктивными. [c.114]

Согласно нулевому закону термодинамики, если два газа находятся в тепловом равновесии друг с другом, можно быть уверенным, что они обладают одинаковой температурой, даже если нет возможности измерить ее. Ка<к было указано в начале данного раздела, все газы становятся идеальными при низких давлениях. Стало быть, можно дать определение идеальных газов как таких газов, которые имеют одинаковые произведения РУ при всех температурах в некотором температурном интервале (определяемом исключительно нулевым законом тер.моди-нами ). Это позволяет использовать уравнение идеального газа РУ = РТ уже не для определения идеальных газов, а для определения понятия температуры Т. Именно таким образом вводится в настоящее время основная температурная шкала она называется температурной шкалой идеального газа. [c.229]

Для осуществления термодинамической шкалы от 4° К до точки затвердевания золота в принципе также может быть использован не только газовый термометр. Кроме законов идеальных газов, законов излучения и закона Кюри имеется еще ряд.физических законов, позволяющих установить зависимость между термодинамической температурой и некоторыми физическими величинами, которые могут быть использованы в качестве термометрических параметров. Такими термометрическими параметрами могут быть, например, скорость распространения звука в идеальном газе, интенсивность электрических флуктуаций и некоторые др. В последнее время термометры, основанные на измерении этих величин, изучаются в СССР и во многих других странах и, по-видимому, найдут практическое применение при осуществлении термодинамической температурной шкалы, по крайней мере в некоторых температурных областях. Однако в настоящее время газовый термометр является незаменимым инструментом в практической термометрии, и установление термодинамической температурной шкалы во всей температурной области, где газовый термометр может быть применен, производится посредством газового термометра. [c.36]

Температурная шкала, являющаяся абсолютной (т. е. независящей от свойств какого-либо индивидуального вещества), может быть основана на использовании идеального газа как термометрического вещества, и такую шкалу часто называют температурной шкалой идеального газа . Поскольку в действительности не существует идеального газа, эта шкала не является практической, но значение ее заключается в том, что она идентична с термодинамической шкалой и достаточно точно воспроизводится в некоторых областях реальными газами. [c.49]

Основные положения. Желательность установления абсолютной температурной шкалы, не зависяш,ей от свойств какого-нибудь отдельного вещества, уже была указана в гл. I. Температурная шкала, основанная на идеальном газе, является по самому своему смыслу абсолютной шкалой, но чисто гипотетической, поскольку идеальный [c.106]

Следует отметить, что закон Шарля в этой форме связан с вопросом определения температурной шкалы. В действительности обычно определяют температуру по шкале газового термометра постоянного давления. Для идеального газа определенная таким образом шкала оказалась идентичной с термодинамической шкалой, определенной в гл. III если не будет особо оговорено, все наши рассуждения будут основываться на этой шкале. [c.208]

Другой путь построения температурной шкалы, не зависящий от индивидуальных особенностей того или другого вещества, открывает второй закон термодинамики. Коэффициент полезного действия основного термодинамического цикла, выражаемый уравнением (VII, 2), однозначно определяется температурами теплоприемника и теплоотдатчика и не зависит от вида вещества. Величину градуса можно установить любую и, в частности, принять ее равной одной сотой интервала между температурами замерзания и кипения воды. При этом устанавливается и начало шкалы как температуры, при которой ti = 1. Такая термодинамическая шкала температуры совпадает со шкалой, построенной на основе законов идеальных газов, и может быть обоснована вполне строго, так как совсем не зависит от вида термометрического вещества. [c.315]

Объем газообразных тел является наиболее чувствительным к изменениям температуры. Поэтому, если бы мы имели идеальный газ, т. е. такой, который при любом давлении и охлаждении не мог бы превращаться в жидкость или в твердое тело, то мы могли бы осуществить изготовление термодинамического термометра. Среди всех газов наиболее приближающимися к идеальным газам, как известно, являются водород и гелий. Установлено, что температурная шкала, построенная на расширении этих газов, отличается от термодинамической шкалы только на сотые доли градуса. После соответствующих поправок получается термодинамическая шкала, которая теперь является общепринятой шкалой. В СССР принята стоградусная термодинамическая шкала, которую неправильно иногда называют шкалой Цельсия. [c.30]

Уравнение состояния идеального газа. Уравнение состояния в общем виде записывается следующим образом рУ = (0). Однако если воспользоваться газовой температурной шкалой (с помощью второго закона термодинамики можно показать, что она совпадает с абсолютной температурной шкалой см. гл. 2, 5), то это уравнение состояния принимает вид [c.25]

Так как оба вывода приводят к одному и тому же уравнению, то две шкалы абсолютной температуры пропорциональны друг другу. Путем выбора точки, в которой обе температуры равны, мы достигаем того, что термодинамическая температурная шкала становится идентичной с абсолютной шкалой температур, основанной на законе идеального газа. Кроме того, отсюда следует, что формулировка второго закона в виде [c.106]

Следствия из уравнения состояния идеальных газов законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака. Абсолютная температурная шкала. Числовое значение константы R [c.11]

Очевидно, если мы найдем, насколько возрастает объем идеального газа при увеличении температуры, мы получим возможность определения как положения абсолютного нуля, так и абсолютной температурной шкалы. Поясним сказанное. [c.13]

О, с = 1). Отличие заключается в том, что температурная шкала идеального газа универсальна, в то время как новая шкала давления р индивидуальна для каждого веш,ества. [c.55]

Что касается температуры, то молекулярно-кинетическая теория тоже дала ей объяснение как меры средней кинети ческой энергии теплового движения молекул. Но это не реши-ло задачи об универсальной связи теплоты и температуры, а лишь связало температуру с внутренней энергией. Как мы видели, это не одно и то же. Кроме этого, оставался открытым вопрос о температурной шкале. Любое возможное термометрическое вещество не может охватить сколь-нибудь значительный интервал температур, расширяясь равномерно на всем протяжении. Поэтому сделать абсолютную шкалу температур на основе какого-либо термометрического вещества невозможно. Да и вообще, неправильно в принципе связывать температурную шкалу с каким-то конкретным веществом. Надо было оторвать ее от физических свойств веществ, сделать абсолют-ной. Логичнее, скорее, поступить наоборот, придумав вещество, которое расширяется точно по абсолютной шкале температур. Клаузиус так и поступил, предложив понятие так называемого идеального газа . [c.50]

И энтальпий переходов при температурах выше 298° К взяты из работы Веста [1590] с исправлениями, указанными Мак-Каллохом и Скоттом [961]. При температуре перехода 368,46° К AHf = = 0,0960 ккалЫолъ, при температуре плавления 388,36° К АНт° = = 0,4105 ккал/молъ. Точка кипения 717,75° К является стандартной температурой по международной температурной шкале. Пары серы имеют сложный состав, они представляют собой смесь многоатомных молекул, содержаш,их от 2 до 8 атомов серы. Для интервала температур 717,75—1000° К в качестве наилучшего приближения достаточно оправданно было принято состояние идеального двухатомного газа. Для более строгих расчетов можно рекомендовать таблицы Сталла и Зинке [1437]. Термодинамические функции и энтальпия образования 82(g), использованные здесь, взяты из обзора Эванса и Вагмана [399]. [c.235]

Исторически Т. возникла как учение о взаимопревращениях теплоты и механич. работы (механич. теория тепла). Толчком к созданию Т. послужило развитие теплотехники и, в частности, изобретенне паровой машины в конце 18 в. Однако значительную роль в создании Т. сыграли многие более ранние открытия в естествознании, в т. ч. изобретение термометра (Галилей, 1592), создание первых температурных шкал (Бойль, 1695, Цельсий, 1742), введение понятий о теплоемкости и так наз. скрытых теплотах — теплоте плавления и теплоте испарения (Блек, 1760—62), и, наконец, установление газовых законов. Непосредственно к открытию первого закона Т. привели опыты Румфорда (1798), к-рый наблюдал выделение большого количества теплоты нри сверлении пушечного ствола, и гл. обр. исследования Майера (1841—42) и Джоуля (1843) по установлению принципа эквивалентности между работой и теплотой и измерению механич. эквивалента теплоты. Основой второго закона Т., сформулированного Клаузиусом (1850) и Томсоном (Кельвином) (1851), послужил труд Карно (1823) Размышления о движущей силе огия и о машинах, способных развивать эту силу , в к-ром впервые был дан анализ работы идеальной тепловой машины (см. Карно цикл). Т. обр., Т. как наука сформировалась в середине 19 в. В последующем важнейшими этапами в развитии Т. явились создание общей теории термодинамич. равновесия (Гиббс, 1875—78) и открытие третьего закона Т. (Нернст, 1906). Параллельно расширялись области применения термоди-намич. законов в различных областях науки и техники. [c.47]

Шкалы газовых термометров меньше различаются между собой, поскольку зависимость как объема, так и давления от температуры для всех газов близка к линейной. Однако эта зависимость строго линейна лишь для газов, находящихся в нереализуемом на практике идеальном состоянии. Что же касается реальных газовых термометров, то все они обнаруживают некоторое расхождение температурных шкал, если их шкалы иосгроены на основе принятой линейной зависимости между объемом (или давлением) и температурой. [c.26]

По уравнению (УП1, 8) отношение /( i) к f % ) не зависит от примененной температурной шкалы. Поэтому, если для отношения /( ) к/(>>2) получилось какое-то значение, когда температуру измеряли по шкале газового термометра [это значение можно вычислить по уравнению (IX, И)], то это же самое значение получится, по какой бы шкале ни измерять температуру. Отношение /(dj) к /(85) не зависит от природы вещества, служащего рабочим веществом в идеальной машине Карно, и зависит только от температур нагревателя и холодильника, определяемых самими состояниями нагревателя и холодильника. Л1ожно сказать, что это отношение является абсолютным. [c.178]

Термодинамйческая температурная шкала. Весьма ценной была возможность построения температурной шкалы, основанной на применении идеального газа в качестве термометрического вещества. Из законов идеальных газоа естественно возникает представление о существовании абсолютного нуля температуры, что и привело к введению понятия об абсолютной температуре. [c.315]

Измерение высоких температур газовым термометром и внесение поправок по фиксированным точкам на шкале идеального газа становятся очень затруднительными. Выше 1063° Международная температурная шкала определена по формуле излучения Планка (глава 8) постоянная Сг в формуле имеет значение 1,438 см-град. Метод, с помощью которого получена температурная шкала в этой области, будет описан ниже, после рассмотрения законов излучения и их применения в оптической пирометрии. Однако о большинстве опубликованных рабог дается температура по Международной шкале 1927 г. В ней температуры выше 1063° определены по формуле излучения Вина (удовлетворительное приближение к формуле Пл1анка установлено экспериментально в широком интервале температур) однако в этом случае постоянная Сг имеет значение 1,432 см- град. Значение Сг было выбрано для воспроизведения газовой шкалы с возможно большей точностью последние работы показали значительную ошибку ее определения, и в 1941 г. Бирж [49] установил наиболее вероятное значение 1,43848 см-град. Бирден и Вате [50] указали наиболее вероятное значение 1,43870 см-град. Таким образом, все международные температурные шкалы выше 1063°, применявшиеся до 1949 г., несколько отличаются от истинной газовой температурной шкалы. Фиксированные точки для температур от 1063° и выше приведены в тавл. 6. [c.94]

Цикл Карно не только щ ет идеальную модель холо дильного процесса он позво ляет и количественно опре лить, сколько работы нужнс затратить, чтобы огвестк теплоту Оо на низком темпе ратурном уровне < Т , . пр1 заданной температуре Более того, он позволяет, как пок зал Томсон-Кельвин, и установить абсолютную температурну шкалу. [c.54]