Температура

Температура

Урок физики в 10 классе

Учитель МБОУ СОШ № 54 г. Воронежа

Кутузова Ирина Валериевна

Макроскопические параметры - величины, характеризующие состояние макроскопических тел без учета их молекулярного строения

К макроскопическим параметрам относятся:

• давление

• объём
• температура
• концентрация

• С термодинамической точки зрения, температура характеризует степень нагретости тела

• Тепловое равновесие – это такое состояние, при котором все макроскопические параметры сколь угодно долго остаются неизменными

• Температура характеризует состояние теплового равновесия: все тела системы, находящиеся друг с другом в с состоянии теплового равновесия, имеют одну и ту же температуру

• При одинаковых температурах двух тел между ними не происходит теплообмен

• Разность температур тел указывает направление теплообмена между ними

• Термометр – прибор для измерения температуры

• Исторически в России и Европе температуру принято измерять в градусах по шкале Цельсия :

Андерс Цельсий

• В обычных термометрах используется зависимость объёма жидкости от температуры

• В шкале Цельсия за 0 ° принимают температуру тающего льда , а за 100 ° – температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении

• Так как при нагревании разные жидкости расширяются неодинаково, то для того, чтобы избавиться от этой зависимости вместо жидкостей выбирают разреженные газы

• Разреженные газы расширяются при нагревании одинаково и одинаково меняют свое давление при изменении температуры

В состоянии теплового равновесия средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул всех разреженных газов одинакова

Из основного уравнения МКТ:

Из опытов: отношение одинаково для всех газов при данной температуре

Обозначим:

где ϴ - мера температуры, не зависящая от свойств газов и выраженная в энергетических единицах

Будем считать величину ϴ прямо пропорциональной температуре, измеряемой в градусах:

где k - коэффициент пропорциональности между температурой, измеряемой в градусах, и температурой, измеряемой в джоулях

Коэффициент

называется постоянной Больцмана и связывает температуру в энергетических единицах с температурой в градусах

Людвиг Больцман

где Т – абсолютная температура , не зависящая от вещества, используемого для измерения температуры

Т.к. все величины, стоящие в левой части, не могут быть отрицательными , то минимально возможная абсолютная температура Т = 0

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

Уильям Кельвин –

английский ученый,

ввел абсолютную

шкалу температур

(шкалу Кельвина)

Ноль по шкале Кельвина равен абсолютному нулю, а каждый градус равен градусу по шкале Цельсия

Связь шкалы Цельсия и Кельвина

Переходы между разными шкалами

Из:

Кельвин

Кельвин

=K

В:

Цельсий

Цельсий

=С+273

Фаренгейт

=K-273

Фаренгейт

=K · 1,8-459

=(F+459)/1,8

=С

=(F-32)/1,8

=С · 1,8+32

=F

Мы записали:

Следовательно:

• Средняя кинетическая энергия хаотичного поступательного движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре

Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы

При приближении температуры к абсолютному нулю энергия теплового движения молекул приближается к нулю

• Выразим давление из формулы:

• При одинаковых давлениях и температурах концентрация молекул у всех газов одинаковая

Закон Авогадро:

В равных объёмах газов при

одинаковых температурах и

давлениях содержится

одинаковое число молекул

Выразим среднюю квадратичную скорость движения молекул:

Задача

Определить количество молекул в классной комнате длиной 12 м, шириной 6 м и высотой 3,5 м при нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С

Ответ:

На дом:

§ 67, 68, 69,

упр. 12