Температура - це фізична величина, яка характеризує ступінь нагрітості або охолодження тіла відповідно до його молекулярної активності. Вона визначається за допомогою термометра і вимірюється в градусах за шкалою Цельсія, Кельвіна або Фаренгейта.
Тепер давайте розберемося на відміну між абсолютна температура і звичайною температурою. Звичайна температура, яку ми зазвичай вимірюємо, базується на порівнянні з іншими об'єктами і називається відносною температурою. Вона показує різницю в тепловому стані двох тіл і вимірюється в градусах. Наприклад, ви можете виміряти температуру води і порівняти її з кімнатною температурою, щоб визначити, гаряча чи холодна вона.
Абсолютна температура, з іншого боку, визначається відносно нульового абсолютного теплового стану. Вона вимірюється в Кельвінах і використовується у фізиці для вирішення різних проблем. Абсолютна температура не має негативних значень, так як визначена від нуля і являє собою кількісну міру середньої кінетичної енергії молекул речовини.
Температура: основні поняття та визначення
Звичайна температура, з якою ми стикаємося в повсякденному житті, вимірюється в градусах Цельсія (°C) або, в деяких країнах, в градусах Фаренгейта (°f).
Однак існує ще одна система вимірювання - абсолютна температура, яка вимірюється в кельвінах (K). Абсолютна температура не має нижньої межі і відповідає нулю тепловому руху молекул. Найбільш поширена шкала абсолютної температури-шкала Кельвіна(до), і її значення пов'язані з градусами Цельсія за формулою: T (K) = t (°c) + 273.15.
Абсолютна температура має велике значення в наукових і технічних розрахунках, так як дозволяє проводити точні вимірювання і розраховувати фізичні величини. Також вона використовується в різних областях науки, включаючи хімію, фізику, астрономію та інші.
Важливо відзначити, що абсолютна температура не призначає позитивний або негативний характер теплоти, вона є просто числовим значенням.
Таким чином, температура є одним з фундаментальних понять і ключовим параметром для розуміння і опису теплових процесів в природі і техніці.
Що таке температура і як її вимірюють?
Температуру вимірюють за допомогою різних шкал. Однією з найпоширеніших шкал є шкала Цельсія. За цією шкалою точка замерзання води встановлена в 0 градусів, а точка кипіння - в 100 градусів. Шкала Фаренгейта також використовується в деяких країнах, при цьому температура замерзання води становить 32 градуси, а температура кипіння - 212 градусів.
Однак, існує ще одна шкала - абсолютна температура, вимірюється в Кельвінах. На відміну від Цельсія і Фаренгейта, абсолютна температура починається з абсолютного нуля - абсолютно низької температури, яка дорівнює -273,15 градуса за Цельсієм. При цій температурі молекули перестають рухатися, і їх кінетична енергія дорівнює нулю.
Абсолютна температура-це основа для безлічі фізичних і хімічних розрахунків. Вона використовується в термодинаміці, космології, фізиці елементарних частинок та інших науках. Наприклад, для розрахунку тиску газу за законом Гей-Люссака необхідно знати його абсолютну температуру.
Термодинамічні шкали та Відносна температура
Для вимірювання температури існують різні шкали, але дві найпоширеніші – абсолютна шкала та відносна шкала.
Абсолютна температура вимірюється в Кельвінах (K) і є основною шкалою в термодинаміці. На абсолютній шкалі, нульова температура відповідає абсолютному нулю (-273,15°C), що є теоретичною нижньою межею температурної шкали. На цій шкалі температура вимірюється без використання знаків плюс або мінус.
Відносна температура вимірюється в градусах Цельсія (°C) або градусах Фаренгейта (°f). Відносна температура базується на обраній точці для позначення нульової температури. Наприклад, за шкалою Цельсія нульова температура становить 0°C і відповідає точці замерзання води, а 100°C – точці кипіння води при нормальних умовах атмосферного тиску.
Відносна температура є найбільш практичною для повсякденного використання, так як вона безпосередньо характеризує зміни температури щодо звичайних умов. Однак для наукових і технічних розрахунків більш зручною є абсолютна температура, яка дозволяє більш точно описувати фізичні процеси.
Що таке абсолютна температура і в чому її відмінність від звичайної?
Однак, існують два різновиди температури-звичайна (термодинамічна) і абсолютна. Головна відмінність між ними полягає у виборі точки відліку.
Звичайна температура вимірюється відносно нуля градусів Цельсія, що відповідає температурі, при якій вода замерзає (0°C) при нормальному тиску. Таким чином, позитивні значення звичайної температури відповідають нагрітим об'єктам, тоді як негативні значення вказують на охолодження.
Абсолютна температура, виміряна в кельвінах (K), заснована на абсолютному нулі температури – найменшій можливій температурі, при якій всі молекули і атоми зупиняються в своєму русі. Абсолютний нуль температури становить -273,15 ° C, що еквівалентно 0 K.
Відмінною особливістю абсолютної температури є те, що вона дозволяє враховувати відносний рух молекул і атомів речовини. Крім того, абсолютна температура використовується в термодинамічних розрахунках та рівняннях для визначення та прогнозування різних фізичних процесів.
У певних випадках, для удоства вимірювань і розрахунків, звичайну температуру можна перетворювати в абсолютну, додаючи 273,15 до значення в градусах Цельсія.
Універсальна газова постійна і її роль у визначенні абсолютної температури
У фізиці існує поняття абсолютної температури, яке відрізняється від звичайної температури. Звичайна температура вимірюється в градусах Цельсія або Фаренгейта, залежно від використовуваної системи вимірювання. Однак абсолютна температура вимірюється в кельвінах (K). У чому ж різниця між цими двома поняттями і як універсальна газова постійна пов'язана з визначенням абсолютної температури?
Універсальна газова постійна, що позначається символом R, є фізичною константою, яка пов'язує тиск, об'єм і температуру газу. Вона відіграє важливу роль у формулі для визначення абсолютної температури за рівнянням стану ідеального газу: PV = NRT.
У цій формулі P позначає тиск газу, V-його об'єм, n - кількість речовини газу, а T - абсолютна температура. Універсальна газова постійна R служить сполучною ланкою між цими величинами. Вона має значення 8,314 Дж/(моль·до) і є однією з фундаментальних констант природи.
Використовуючи рівняння стану ідеального газу і значення універсальної газової постійної, можна визначити абсолютну температуру. Для цього необхідно знати значення тиску, обсягу і кількості речовини газу. При заданих значеннях цих параметрів можна виразити температуру в кельвінах і таким чином отримати абсолютне значення температури без прив'язки до конкретної шкалою, такий як градус Цельсія або Фаренгейта.
Таким чином, універсальна газова постійна відіграє важливу роль у визначенні абсолютної температури. Вона дозволяє зв'язати тиск, об'єм і кількість речовини газу з абсолютною температурою, а при використанні рівняння стану ідеального газу дозволяє отримати абсолютні значення температури без прив'язки до конкретної системи вимірювання.