Apa suhu? Suhu Unit - derajat. Suhu uap dan gas

Setiap orang menghadapi konsep suhu harian. istilah telah menjadi mapan dalam kehidupan kita sehari-hari: kita pemanasan dalam produk microwave atau menyiapkan makanan di oven, kita tertarik cuaca di jalan atau mencari tahu apakah air dingin di sungai - semua ini berkaitan erat dengan konsep ini. Dan apa suhu, yang berarti parameter fisik, apa yang diukur? Pada pertanyaan ini dan lainnya untuk menjawab dalam artikel ini.

kuantitas fisik

Mari kita lihat apa yang suhu dari sudut pandang sistem terisolasi dalam kesetimbangan termodinamika. Istilah ini berasal dari bahasa Latin dan berarti "pencampuran yang tepat", "normal", "proporsionalitas". Nilai ini mencirikan keadaan kesetimbangan termodinamika dari sistem makroskopik. Dalam kasus di mana sebuah sistem yang terisolasi tidak seimbang, dengan berlalunya waktu berlangsung transfer energi dari objek yang lebih panas ke kurang dipanaskan. Hasilnya adalah suhu keselarasan (perubahan) di seluruh sistem. Ini adalah dalil pertama (mulai nol) termodinamika.

Suhu menentukan distribusi partikel komposit sesuai dengan tingkat energi dari sistem dan kecepatan, derajat ionisasi zat, sifat keseimbangan tubuh radiasi elektromagnetik bulk density penuh radiasi. Jadi untuk sebuah sistem yang berada dalam kesetimbangan termodinamika, parameter ini adalah sama, maka mereka disebut suhu sistem.

plasma

Selanjutnya kesetimbangan tubuh, ada sistem di mana kondisi ini ditandai dengan beberapa nilai suhu yang tidak sama. Sebuah contoh yang baik adalah plasma. Ini terdiri dari elektron (sinar partikel bermuatan) dan ion (partikel bermuatan berat). Ketika tabrakan terjadi perpindahan energi cepat dari elektron untuk elektron dan ion untuk ion. Tapi antara unsur-unsur heterogen berlangsung transisi lambat. Plasma mungkin dalam keadaan di mana elektron dan ion secara terpisah dekat dengan keseimbangan. Dalam hal ini, masing-masing suhu individu dapat mengambil bentuk partikel. Namun, antara parameter ini akan berbeda.

magnet

Mayat di mana partikel memiliki momen magnetik, perpindahan energi biasanya terjadi secara perlahan pada derajat translasi magnetik kebebasan yang terkait dengan kemungkinan mengubah arah torsi. Ternyata ada negara di mana tubuh memiliki suhu yang tidak bertepatan dengan parameter kinetik. Hal ini sesuai dengan gerakan maju dari partikel elementer. Suhu magnetik menentukan porsi energi internal. Hal ini dapat positif atau negatif. Selama energi suar akan ditransfer dari partikel dengan nilai yang lebih tinggi untuk partikel dengan nilai suhu yang lebih rendah dalam kasus jika mereka baik positif atau negatif. Dalam proses ini situasi yang merugikan akan mengalir ke arah yang berlawanan - suhu negatif adalah "lebih tinggi" daripada positif.

Dan mengapa itu diperlukan?

Paradoks terletak pada kenyataan bahwa orang di jalan untuk menahan proses pengukuran baik di rumah dan di industri, bahkan tidak perlu tahu apa suhu. Untuk itu sudah cukup untuk memahami bahwa itu adalah derajat panas benda atau lingkungan, terutama karena istilah ini kita kenal dengan sejak kecil. Memang, sebagian besar perangkat praktis untuk mengukur parameter ini benar-benar mengukur berbagai sifat zat-zat yang mengubah tingkat pemanasan atau pendinginan. Misalnya, tekanan, hambatan listrik, jumlah t. D. Indikasi selanjutnya secara manual atau secara otomatis diterjemahkan ke nilai yang diinginkan.

Jadi, untuk menentukan suhu, tidak ada kebutuhan untuk belajar fisika. Menurut prinsip ini hidup sebagian besar penduduk planet kita. Jika TV bekerja, tidak perlu untuk memahami proses transisi dari perangkat semikonduktor, belajar asal listrik di outlet atau pergi ke parabola sinyal. Orang-orang digunakan untuk bahwa ada ahli di setiap daerah, yang akan dapat memperbaiki atau men-debug sistem. Babbitt tidak ingin ketegangan otak Anda, karena mana yang lebih baik untuk menonton opera sabun atau sepak bola di "kotak", sambil menyeruput bir dingin.

Dan saya ingin tahu

Tapi ada orang-orang, paling sering itu adalah siswa yang baik di tingkat keingintahuan mereka atau karena kebutuhan harus belajar fisika dan untuk menentukan apa suhu sebenarnya. Akibatnya, dalam pencarian mereka, mereka jatuh ke dalam labirin termodinamika dan penelitian itu adalah nol, hukum pertama dan kedua. Selain itu, pikiran bertanya harus memahami siklus Carnot dan entropi. Dan pada akhir perjalanannya dia pasti mengakui bahwa penentuan suhu sebagai parameter sistem thermal reversibel yang tidak bergantung pada jenis zat bekerja, tidak menambah kejelasan arti dari konsep ini. Masih terlihat bagian akan diambil oleh sistem internasional unit (SI) beberapa derajat.

Suhu energi kinetik

Lebih "nyata" adalah sebuah pendekatan yang disebut teori molekul-kinetik. Dari representasi ini terbentuk agar panas dianggap sebagai suatu bentuk energi. Misalnya, energi kinetik dari molekul dan atom, parameter rata-rata selama jumlah besar partikel bergerak secara acak adalah ukuran dari apa yang disebut suhu tubuh. Dengan demikian, sistem partikel dipanaskan bergerak lebih cepat dari dingin.

Sejak istilah ini berkaitan erat dengan energi kinetik rata-rata dari kelompok partikel, itu akan cukup alami sebagai unit suhu digunakan joule. Namun demikian, hal ini tidak terjadi, itu karena energi gerak termal partikel elementer sangat kecil dalam kaitannya dengan joule. Oleh karena itu, nyaman untuk digunakan. gerak termal diukur dalam satuan joule diperoleh melalui faktor konversi khusus.

suhu Unit

Sampai saat ini, tiga unit utama yang digunakan untuk menampilkan parameter ini. Di negara kita, suhu biasanya ditentukan dalam derajat Celcius. Dasar dari unit ini adalah titik pemadatan air - nilai absolut dari. Ini adalah titik acuan. Artinya, suhu air di mana es mulai terbentuk, adalah nol. Dalam hal ini, air berfungsi sebagai kriteria teladan. Nilai default ini diadopsi untuk kenyamanan. Nilai kedua adalah suhu mutlak uap, yaitu ketika air melewati dari keadaan cair ke gas tersebut.

Unit berikut derajat Kelvin. Asal usul sistem ini dianggap menjadi titik nol mutlak. Dengan demikian, satu derajat Kelvin sama dengan satu derajat Celcius. Perbedaannya hanyalah awal dari referensi. Kami menemukan bahwa nol Kelvin sama dengan dikurangi 273,16 derajat Celcius. Pada tahun 1954 Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran diputuskan untuk mengganti istilah "derajat Kelvin" untuk unit suhu di "kelvin".

Unit umum ketiga pengukuran derajat fahrenheit. Sampai tahun 1960, mereka banyak digunakan di semua negara berbahasa Inggris. Namun, saat ini di rumah AS menggunakan unit ini. Sistem ini secara fundamental berbeda dari yang dijelaskan di atas. Untuk asal mengadopsi suhu campuran garam amonia dan air beku dalam proporsi 1: 1: 1. Dengan demikian, titik beku Fahrenheit air sama dengan ditambah 32 derajat dan mendidih - ditambah 212 derajat. Dalam sistem ini, satu perbedaan derajat sama dengan 1/180 dari suhu ini. Dengan demikian, berbagai 0-100 derajat Fahrenheit dalam kisaran -18 ke 38 Celcius.

nol mutlak

Mari kita lihat apa parameter ini. nilai nol mutlak yang disebut suhu batas di mana tekanan gas ideal lenyap pada volume yang tetap. Ini adalah nilai terendah di alam. Seperti yang diperkirakan oleh Mikhail Lomonosov, "adalah yang terbesar atau tingkat terakhir dari dingin." Ini mengikuti dari bahan kimia ini hukum Avogadro: volume yang sama gas di bawah kondisi suhu yang sama dan tekanan mengandung jumlah molekul yang sama. Apa yang berikut dari ini? Ada suhu minimum gas di mana tekanan atau volume lenyap. Nilai ini sesuai dengan mutlak nol Kelvin, atau 273 derajat Celcius.

Sebuah fakta menarik tentang tata surya

Suhu di permukaan matahari mencapai 5700 derajat Kelvin, dan inti pusat - 15 juta kelvin. Planet-planet dari tata surya berbeda satu sama lain dalam hal pemanasan. Dengan demikian, suhu inti bumi kita adalah sama seperti pada permukaan matahari. Terpanas planet Jupiter dipertimbangkan. Suhu di pusat inti untuk lima kali lebih tinggi daripada di permukaan matahari. Dan di sini adalah nilai terendah tercatat di permukaan bulan - itu hanya 30 derajat Kelvin. Nilai ini bahkan lebih rendah dari permukaan Pluto.

Fakta-fakta tentang Bumi

1. Nilai suhu tertinggi tercatat orang adalah 4 miliar derajat Celcius. Nilai ini 250 kali lebih tinggi dari suhu inti berjemur. Rekam disampaikan New York Brookhaven laboratorium alam di collider ion, yang panjangnya sekitar 4 kilometer.

2. Suhu planet ini tidak selalu sempurna dan nyaman. Misalnya, dalam Verhnoyanske Yakutia suhu di musim dingin tetes ke minus 45 derajat Celcius. Dan di sini di kota Ethiopia Dallol membalikkan keadaan. Suhu rata-rata ada plus 34 derajat.

3. kondisi yang paling ekstrim di mana orang bekerja, tercatat dalam tambang emas di Afrika Selatan. Penambang bekerja pada kedalaman tiga kilometer pada suhu 65 derajat Celcius.