درجة حرارة الصفر المطلق - نقطة توقف حركة الجزيئات

2024 مؤلف: Henry Conors | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-12 03:32

ظهر مصطلح "درجة الحرارة" في وقت اعتقد فيه الفيزيائيون أن الأجسام الدافئة تتكون من كمية أكبر من مادة معينة - كالوريات - من نفس الأجسام ، لكنها باردة. وتم تفسير درجة الحرارة على أنها قيمة مناظرة لكمية السعرات الحرارية في الجسم. منذ ذلك الحين ، تُقاس درجة حرارة أي جسم بالدرجات. لكنه في الحقيقة مقياس للطاقة الحركية للجزيئات المتحركة ، وبناءً على ذلك ، يجب قياسه بالجول ، وفقًا لنظام الوحدات C.

يأتي مفهوم "درجة حرارة الصفر المطلق" من القانون الثاني للديناميكا الحرارية. وفقًا لذلك ، فإن عملية نقل الحرارة من الجسم البارد إلى الجسم الساخن أمر مستحيل. تم تقديم هذا المفهوم من قبل الفيزيائي الإنجليزي دبليو طومسون. تقديراً لإنجازاته في الفيزياء ، منحته ملكة إنجلترا اللقب النبيل "لورد" ولقب "بارون كلفن". في عام 1848 ، اقترح دبليو طومسون (كلفن) استخدام مقياس درجة الحرارة ، حيث أخذ درجة حرارة الصفر المطلق المقابلة للبرودة الشديدة كنقطة انطلاق ، وأخذ الدرجات المئوية كسعر القسمة. وحدة كلفن هي 1/27316 من درجة حرارة النقطة الثلاثية للماء (حوالي 0 درجة مئوية) ، أي درجة الحرارة التي يكون فيها الماء النقي على الفوريأتي بثلاثة أشكال: الثلج ، والماء السائل ، والبخار. درجة الحرارة الصفرية المطلقة هي أدنى درجة حرارة منخفضة يمكن أن تتوقف عندها حركة الجزيئات ، ولم يعد من الممكن استخراج الطاقة الحرارية من المادة. منذ ذلك الحين ، تم تسمية مقياس درجة الحرارة المطلقة باسمه.

تُقاس درجة الحرارة بمقاييس مختلفة

مقياس درجة الحرارة الأكثر استخدامًا يسمى مقياس درجة مئوية. وهي مبنية على نقطتين: درجة حرارة انتقال طور الماء من السائل إلى البخار والماء إلى الجليد. اقترح A. Celsius في عام 1742 تقسيم المسافة بين النقاط المرجعية إلى 100 فترة زمنية ، وأخذ نقطة غليان الماء على أنها صفر ، بينما تكون نقطة التجمد 100 درجة. لكن السويدي ك. لينيوس اقترح القيام بالعكس. منذ ذلك الحين ، يتجمد الماء عند درجة صفر أ م. على الرغم من أنه يجب أن يغلي بالضبط في درجة مئوية. الصفر المطلق بالدرجة المئوية هو 273.16 درجة مئوية تحت الصفر.

هناك العديد من مقاييس درجات الحرارة: فهرنهايت ، ريومور ، رانكين ، نيوتن ، رومر. لديهم نقاط مرجعية مختلفة وفترات مقياس. على سبيل المثال ، تم بناء مقياس ريومور أيضًا على معايير غليان الماء وتجميده ، ولكن يحتوي على 80 قسمًا. مقياس فهرنهايت ، الذي ظهر عام 1724 ، يُستخدم في الحياة اليومية فقط في بعض دول العالم ، بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية ؛ النقاط المرجعية: إحداها درجة حرارة خليط الماء المثلج - الأمونيا والأخرى درجة حرارة جسم الإنسان. المقياس مقسم إلى مائة قسم. الصفر المئوي يساوي 32 درجة فهرنهايت. يمكن تحويل الدرجات إلى فهرنهايت باستخدام الصيغة: F \u003d 1.8 C + 32. عكس الترجمة: C \u003d (F -32) / 1 ، 8 ، حيث: F - درجة فهرنهايت ، C - درجة مئوية. إذا كنت كسولًا جدًا بحيث يتعذر عليك الاعتماد عليه ، فانتقل إلى خدمة التحويل من الدرجة المئوية عبر الإنترنت إلى فهرنهايت. في المربع ، اكتب عدد الدرجات المئوية ، وانقر على "حساب" ، وحدد "فهرنهايت" وانقر على "ابدأ". ستظهر النتيجة على الفور

سُمي مقياس رانكين على اسم الفيزيائي الإنجليزي (بتعبير أدق الاسكتلندي) ويليام ج. هناك ثلاث نقاط مهمة في مقياسه: البداية هي الصفر المطلق ، ونقطة تجمد الماء 491.67 درجة رانكين ودرجة غليان الماء 671.67 درجة. عدد التقسيمات بين درجة حرارة الماء وغليانه في رانكين وفهرنهايت هو 180.

يتم استخدام معظم هذه المقاييس حصريًا من قبل علماء الفيزياء. وقال 40٪ من طلاب المدارس الثانوية الأمريكية الذين شملهم الاستطلاع هذه الأيام إنهم لا يعرفون ما هي درجة حرارة الصفر المطلق.