Понятие температуры

Реферат - Понятие температуры

7

 

 

 

 

 Понятие температуры. 

 

 Температура - это достаточно  важная характеристика термодинамической  системы. Она определяет степень  нагритости тел и является мерой интенсивности теплового движения.

 

 Внутренние параметры  системы разделяются на интенсивные и экстенсивные. Параметры термодинамической системы, которые не зависят от массы или числа частиц в системе, называют интенсивными.

 

 Температура выражает  состояние внутреннего движения  равновесной системы независимо  от числа частиц в них. 

 

 Поэтому температура  является интенсивным параметром.И в этом смысле она является мерой интенсивности теплового движения.

 

 Ексенсивни термодинамические параметры - это параметры, которые пропорциональны массе или числу частиц данной термодинамической системы.

 

 Их значение равно  сумме значений тех же параметров  отдельных частей системы. К  таким параметрам относятся объем,  энергия и другие.

 

 Абсолютная термодинамическая  шкала. 

 

 Абсолютная термодинамическая  шкала основной температурной  шкале в физике. Она построена  на основе второго закона термодинамики.  Эту шкалу называют также шкале  Кельвина. Единицей термодинамической  шкалы является кельвин. В СИ условились шкалу температур определять по одной реперной, за взятое тройную точку воды. Температуру тройной точки воды принято считать, равная 273,16 К. Кельвин - это 1 \ 273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.

 

 Итак, единица температуры  определяется как 1 \ 273,16 температурного  интервала между тройной точкой  воды и точкой абсолютного  нуля температур, не является  реперной, а есть температурой на 273,16 К ниже температуры тройной точки воды.

 

 Экспериментальные затруднения  измерения температур по абсолютной  термодинамической шкале привели  к необходимости создания Международной  температурной шкалы (1968 г.).

 

 Она основана на  одинадйяты температурных точках, хорошо воспроизводятся, которым приписываются конкретные значения температур (первичные реперные точки). Между первичными реперными точками температурная шкала устанавливается с помощью интерполяционных формул, выражающих соотношение между температурой ипоказамы стандартных термометров (платиновый термометр, платиново родиевым термопара, оптический пирометр), которые градуированные по этим реперных точках. Вся область температур, определяемого Международной практической шкале, делится на ряд интервалов, в каждом из которых рекомендуется свои методы воспроизведения температур и свои интерполяционные формулы.

 

 Температура Цельсия  определяется выражением t = T - T0, где Т0 = 273,16 К.

 

 Единица, используемая  для измерения температуры Цельсия,  является градус Цельсия (С0). Разницу температур выражают в кельвинах, ее можно определять также в градусах Цельсия.

 

 P & C By Shestopol Rusian All Rights Reservd

 

 НаУКМА ноября 1997

 

 Абсолютный ноль.

 

 Для того чтобы в  данной системе могла происходить  определенная химическая реакция,  в ней должны быть необходимые  предпосылки чисто химического  рода и пребывания ее в соответствующем  физическом состоянии. Совокупность  физических и химических условий,  которые создают возможность химической реакции в данной системе называют химическим сродством. Для практических целей этом чисто качественному определению нужно поставить в соответствие определенную величину, которая была бы количественной мерой химического сродства так, чтобы ее числовое значение характеризовало интенсивность химической реакции, а ее знак - направление. Первую попытку найти меру химического сродства сделал К.-Ю. Томсен в 1853 году. Он предположил, что за такую меру следует принимать тепловой эффект реакции. Вант-Гофф выяснил, что подлинно степени химического сродства является не теплота реакции, равна уменьшению внутренне энергии системы, а максимальная работа, выполняемая химическими взаимодействиями в обратимом процессе. Поскольку химичнч взаимодействия, как показывает опыт, зависят от температуры, то эта работа однозначно определяться только при условии постоянной температуры, т.е. она равна уменьшению свободной энергии системы.

 

 Анализируя результаты экспериментальных исследований поведения вещества при низких температурах, В.-Г. Нернст сформулировал третий закон термодинамики так: при приближении температуры к абсолютному нулю энтропия любой равновесной системы при изотермических процессах перестает зависеть от термодинамических параметров состояния и при Т -> 0 приобретает ту же постоянную для всех систем, которую можно считать равной нулю. М. Планк предположил, что вблизи абсолютного нуля имеет место не только неизменность энтропии в произвольном изотермическом процессе, но и что сама энтропия обращается в нуль при абсолютном нуле температур, т.е.

 

 lim S = 0 Т -> 0

 

 При этом Планк распространил  это утверждение с случае кондинсованих систем, только и рассматривал В.-Г.Нернст, на произвольные системы. Указанная формула - это наиболее общее выражение третьего закона термодинамики.

 

 С третьго термодинамики следует непосредственно положение о недостижимости абсолютного нуля температур.Це положение вытекает из того факта, что все методы получения сверхнизких температур основывается на применении адиабатных процессов, приводящих к охлаждению систем, выполняющих эти процессы. Однако при приближении к абсолютному нулю различие между диабатнимы и изотермическими процессами все уменьшается и в точке абсолютного нуля совсем исчезает. Таким образом, с приближением к абсолютному нулю эффект адиабатного охлаждения становится все ниже, пока совсем не исчезает. Итак, можно только асимпотично приближаться к абсолютному нулю, никогда его не достигая.

 

 Применение низкой  температуры в биологии.

 

 Низкие температуры  в биологии применяются в частности  при изучении строения клеток  и их органелл, а именно в  электронной микроскопии во время  так называемого откалывания. 

 

 Фрагмент ткани быстро  замораживают при очень низкой  температуре (около -100 С0), затем размораживается, после этого с помощью очень тонких лезвия ткань раскалывается течение слабо соединенных частей, которыми часто являются клеточные мембраны. Препарат выдерживают вхолоди в условиях высокого разрежения (вакууме) в этих условиях лед отгоняется оставляя сколотую поверхность.

 

 Реплику этой поверхности  создают путем осаждения на  нее слоя углерода. На эту реплику  из углерода напыляется тяжелый металл, а ткани под репликой разрушаются, как правило действием сильных кислот при нормальном атмосферном давлении. Этот метод является очень удобным при изучении структуры мембраны клеток. Его удобство заключается в том, что живые ткани быстро видмерають, не поддаваясь химической обработке, может повредить ее структуру. Очень возможно, что такие клетки сохраняют свою прежнюю (прижизненную форму) тем самым подтверждая данные, полученные с помощью общеупотребительных гистологических методик.

 

 Низкие температуры  в электронике. 

 

 Было исследовано, что  некоторые характерные неметаллы  при определенных условиях могут  проявлять металлические свойства. А именно при сверхнизкой температуре  и высоком давлении, например, красный  фосфор приобретает металлических  свойств. Не менее интересные  результаты были получены для  кремния и углерода. Если эти  неметаллы подвергнуть высоком  давлении, (около 10000 МПа), то они оба переходят к металлическому состоянию.

 

 Особенно интересны  предположения о металлические  свойства водорода. Как известно, при нормальных условиях водород  - газ, при температуре -2530 он  сжижается, а при 2590 переходит  к твердого состояния. Однако в всих трех состояниях водород - явный неметалл. Однако, согласно современной теории твердого тела, при достаточно высоком давлении и низкой