یادداشت

از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

  (تغییر مسیر از دمای مطلق )

پرش به ناوبریپرش به جستجو

ترمودینامیک
موتور حرارتی کلاسیک کارنو
نشان دادن شاخه ها
نشان دادن قوانین
نشان دادن سیستم های
نشان دادن خصوصیات سیستم
نشان دادن خواص مواد
نشان دادن معادلات
نشان دادن پتانسیل ها
نشان دادن تاریخ فرهنگ
نشان دادن دانشمندان
کتاب  دسته بندی
v تی ه

دمای ترمودینامیکی اندازه گیری مطلق دما است و یکی از اصلی ترین پارامترهای ترمودینامیک است .

دمای ترمودینامیک توسط قانون سوم ترمودینامیک تعریف می شود که در آن کمترین دما از نظر نظری نقطه صفر یا صفر است. در این مرحله ، صفر مطلق ، ذرات سازنده ماده کمترین حرکت را دارند و نمی توانند سردتر شوند. [1] [2] در توصیف مکانیک کوانتوم ، ماده در صفر مطلق در حالت زمینی خود قرار دارد که همان کمترین انرژی آن است . به دو دلیل درجه حرارت ترمودینامیکی را اغلب درجه حرارت مطلق نیز می نامند : درجه اول که توسط کلوین پیشنهاد شده است، که به خصوصیات ماده خاصی بستگی ندارد. دوم ، اینکه با توجه به خصوصیات گاز ایده آل به یک صفر مطلق اشاره دارد.

سیستم بین المللی واحدها مقیاس خاص برای درجه حرارت و ترمودینامیک مشخص می کند. از مقیاس کلوین برای اندازه گیری استفاده می کند و نقطه سه گانه آب در 273.16 K را به عنوان نقطه ثابت اساسی انتخاب می کند. مقیاس های دیگر در طول تاریخ مورد استفاده بوده است. رانکین ، با استفاده از درجه فارنهایت به عنوان فاصله واحد آن است، هنوز هم در استفاده به عنوان بخشی از مهندسی واحد انگلیسی در ایالات متحده در برخی از رشته های مهندسی. ITS-90 ابزاری عملی برای تخمین درجه حرارت ترمودینامیکی تا درجه بسیار بالایی از دقت ارائه می دهد.

تقریباً ، دمای بدن در حالت سکون اندازه گیری میانگین انرژی حرکات ترجمه ای ، ارتعاشی و چرخشی ترکیبات ذره ماده است ، مانند مولکول ها ، اتم ها و ذرات زیر اتمی . تنوع کامل این حرکات جنبشی ، همراه با انرژی بالقوه ذرات ، و همچنین گاهی اوقات انواع خاصی از انرژی ذرات در تعادل با اینها ، انرژی درونی کل یک ماده را تشکیل می دهند. انرژی درونی است که آزادانه به نام گرما انرژی یا انرژی حرارتی در شرایط زمانی که هیچ کارتوسط ماده توسط محیط اطراف آن انجام می شود ، یا توسط ماده موجود در محیط اطراف انجام می شود. انرژی داخلی ممکن است به طرق مختلفی در درون ماده ذخیره شود ، که هر راه "درجه آزادی" را تشکیل می دهد. در تعادل ، هر درجه آزادی به طور متوسط ​​همان انرژی را خواهد داشت:{\ displaystyle k _ {\ text {B}} T / 2} جایی که {\ displaystyle k _ {\ text {B}}}است ثابت بولتزمن ، مگر اینکه آن درجه ای از آزادی در رژیم کوانتومی است. درجات داخلی آزادی (چرخش ، لرزش و ...) ممکن است در دمای اتاق در رژیم کوانتومی باشد ، اما درجه های آزادی ترجمه در رژیم کلاسیک خواهد بود مگر در دمای بسیار پایین (بخش کلوین) و ممکن است گفته شود که ، برای بیشتر شرایط ، دمای ترمودینامیکی با میانگین انرژی جنبشی ترجمه ای ذرات مشخص می شود.

فهرست

• 1بررسی اجمالی
  • 1.1تحقق عملی
• 2رابطه دما ، حرکات ، هدایت و انرژی گرمایی
  • 2.1ماهیت انرژی جنبشی ، حرکت ترجمه ای و دما
  • 2.2سرعتهای بالای حرکت ترجمه ای
  • 2.3انتشار انرژی حرارتی: آنتروپی ، تلفنها و الکترونهای رسانای متحرک
  • 2.4انتشار انرژی حرارتی: تابش بدن سیاه
    • 2.4.1جدول دمای ترمودینامیک
    • 2.4.2گرمای فاز تغییر می کند
    • 2.4.3انرژی درونی
    • 2.4.4انرژی داخلی در صفر مطلق
• 3کاربردهای عملی برای دمای ترمودینامیک
• 4تعریف دمای ترمودینامیکی
• 5تاریخ
• 6همچنین ببینید
• 7یادداشت
• 8لینک های خارجی

نمای کلی [ ویرایش ]

دما اندازه گیری حرکتهای میکروسکوپی تصادفی و ارتعاشات ترکیبات ذره ماده است . این حرکات شامل انرژی درونی یک ماده است. به طور دقیق تر ، دمای ترمودینامیکی هر مقدار ماده اصلی اندازه گیری میانگین انرژی جنبشی در هر درجه کلاسیک (یعنی غیر کوانتومی) درجه آزادی ذرات تشکیل دهنده آن است. "حرکات ترجمه ای" تقریباً همیشه در رژیم کلاسیک وجود دارد. حرکات ترجمه ای حرکات عادی و کل بدن در فضای سه بعدی هستند که در آن ذرات حرکت می کنند و در اثر برخورد انرژی رد و بدل می شوند. شکل 1 زیر حرکت ترجمه در گازها را نشان می دهد. شکل 4در زیر حرکت ترجمه ای در جامدات را نشان می دهد. درجه حرارت و ترمودینامیک را پوچ نقطه، صفر مطلق، درجه حرارت در که اجزای تشکیل ذرات ماده به عنوان نزدیک که ممکن است به استراحت کامل است. یعنی حداقل حرکت دارند و فقط حرکت مکانیکی کوانتوم را حفظ می کنند . [3] انرژی پویایی صفر در ماده در صفر مطلق باقی می ماند (به انرژی گرمایی در صفر مطلق ، در زیر مراجعه کنید).

در سراسر جهان علمی که اندازه گیری ها در واحدهای SI انجام می شود ، دمای ترمودینامیک با کلوین اندازه گیری می شود (نماد: K). گرچه بسیاری از رشته های مهندسی در ایالات متحده ، دمای ترمودینامیکی را با استفاده از مقیاس Rankine اندازه گیری می کنند .

توسط توافق بین المللی ، واحد کلوین از صفر مطلق، و: و مقیاس آن توسط دو نقطه تعریف نقطه سه گانه از وین استاندارد میانگین اقیانوس آب (آب با یک ترکیب مشخص از هیدروژن و اکسیژن ایزوتوپ). صفر مطلق ، کمترین دمای ممکن ، به طور دقیق 0 K و −273.15  درجه سانتی گراد تعریف می شود . نقطه سه گانه آب است که به عنوان دقیقا 273.16 K تعریف و 0.01 ° C. این تعریف سه کار انجام می دهد:

1. اندازه واحد کلوین را دقیقاً 1 قسمت در 273.16 قسمت اختلاف بین صفر مطلق و نقطه سه گانه آب ثابت می کند.
2. این مشخص می کند که یک کلوین دقیقاً همان اندازه یک درجه افزایش در مقیاس سانتیگراد دارد . و
3. تفاوت بین نقاط صفر دو مقیاس را دقیقاً 273.15 کلوین تعیین می کند (0 K = -273.15 درجه سانتیگراد و 273.16 K = 0.01 درجه سانتیگراد).

دمای بیان شده در کلوین با ضرب 1.8 ( T / ° R = 1.8 K / ° R ×  T / K) به درجه Rankine تبدیل می شود . دمای بیان شده به درجه رانکین با تقسیم بر 1.8 (کل T / K =  T / ° R ÷ 1.8 K / ° R) به کلوین تبدیل می شود .