ऊष्मागतिकी में किस तापमान पैमाने का उपयोग किया जाता है? थर्मोडायनामिक तापमान

तापमान जो थर्मोमेट्रिक पदार्थ के गुणों पर निर्भर नहीं करता है (संदर्भ बिंदु पूर्ण शून्य तापमान है)। थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने का निर्माण थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम पर और विशेष रूप से, कार्यशील तरल पदार्थ की प्रकृति से कार्नोट चक्र की दक्षता की स्वतंत्रता पर आधारित है। थर्मोडायनामिक तापमान की इकाई, केल्विन (K), को पानी के त्रिक बिंदु के थर्मोडायनामिक तापमान के 1/273.16 के रूप में परिभाषित किया गया है।

बड़ा विश्वकोश शब्दकोश. 2000 .

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कला देखें. तापमान पैमाना. भौतिक विश्वकोश. 5 खंडों में. एम.: सोवियत विश्वकोश। प्रधान संपादक ए. एम. प्रोखोरोव। 1988 ... भौतिक विश्वकोश

- (तापमान पैमाने देखें)। भौतिक विश्वकोश शब्दकोश. एम.: सोवियत विश्वकोश। प्रधान संपादक ए. एम. प्रोखोरोव। 1983 ... भौतिक विश्वकोश

- (केल्विन स्केल), एक पूर्ण तापमान पैमाना जो थर्मोमेट्रिक पदार्थ के गुणों पर निर्भर नहीं करता है (संदर्भ बिंदु पूर्ण शून्य तापमान है)। थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने का निर्माण थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम पर आधारित है और, ... ... विश्वकोश शब्दकोश

थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना- टेम्परेचर स्केल तापमान स्थिति, टी स्थिति स्थिरीकरण और मेट्रोलॉजी एपीआई तापमान स्केल, पैग्रिस्ट एब्सोल्यूसिउओजू नुलिउ, टी। वाई तापमान में गिरावट, न्यूनतम तापमान में तापमान 273.16 डिग्री सेल्सियस तापमान में… … पेनकिआकलबिस एस्किनामासिस मेट्रोलॉजी टर्मिनस ज़ोडिनास

थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना- ऊर्जा तापमान में वृद्धि की स्थिति, ऊर्जा खपत में वृद्धि, अब तापमान में कमी और तापमान में वृद्धि - तापमान वृद्धि, तापमान वृद्धि टी = 273.16 के वर्टे। तापमान में परिवर्तन तापमान में वृद्धि… … Aiškinamasis šilumės ir Branduolinės technikos टर्मिनस žodynas

- (केल्विन स्केल), एब्स। तापमान स्केल पी, थर्मोमेट्रिक गुणों से स्वतंत्र। वीए में (पूर्ण शून्य तापमान का संदर्भ बिंदु)। टी. टी. श का निर्माण. ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम पर आधारित और, विशेष रूप से, कार्य की प्रकृति से कार्नोट चक्र की दक्षता की स्वतंत्रता पर... ... प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोश शब्दकोश

तापमान पैमाने देखें... महान सोवियत विश्वकोश

केल्विन तापमान पैमाना- थर्मोडायनामिक तापमान स्केल (टीसी), जिसमें 0°K=-273.16°C (1K=1°C)। Syn.: पूर्ण तापमान पैमाना; केल्विन स्केल... भूगोल का शब्दकोश

तापमान पैमाना- थर्मामीटर पैमाने पर संख्यात्मक बिंदुओं की एक श्रृंखला, स्थिर तापमान के दो बिंदुओं द्वारा सीमित तापमान अंतराल के भीतर वितरित की जाती है, जिसे मुख्य मुख्य संदर्भ बिंदुओं के रूप में लिया जाता है (आमतौर पर समान भौतिक अवस्थाओं के लिए, उदाहरण के लिए तापमान...) बिग पॉलिटेक्निक इनसाइक्लोपीडिया

परमाणुओं और अणुओं जैसे गैस कणों के एक तल पर अराजक तापीय गति तापमान की दो परिभाषाएँ हैं। एक आणविक गतिज दृष्टिकोण से, दूसरा थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण से। तापमान (लैटिन टेम्परेचर से उचित ... ...विकिपीडिया

कार्नोट का प्रमेय हमें एक तापमान पैमाना बनाने की अनुमति देता है जो थर्मोमेट्रिक पदार्थ की व्यक्तिगत विशेषताओं और थर्मामीटर के डिजाइन से पूरी तरह से स्वतंत्र है। यह तापमान पैमाना 1848 में डब्ल्यू थॉमसन (लॉर्ड केल्विन) द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इसका निर्माण इस प्रकार किया गया है। होने देना टी 1 और टी 2 हीटर और रेफ्रिजरेटर का तापमान किसी प्रकार के थर्मामीटर से मापा जाता है। फिर, कार्नोट के प्रमेय के अनुसार, कार्नोट चक्र की दक्षता

कहाँ एफ(टी 1 ,टी 2)-चयनित अनुभवजन्य तापमान का सार्वभौमिक कार्य टी 1 और टी 2. इसका स्वरूप कार्नोट मशीन के विशिष्ट डिज़ाइन और उपयोग किए जाने वाले कार्यशील पदार्थ के प्रकार से पूरी तरह से स्वतंत्र है। भविष्य में, हमारे लिए एक सरल सार्वभौमिक तापमान फ़ंक्शन पर विचार करना अधिक सुविधाजनक होगा

इस फ़ंक्शन को आसानी से व्यक्त किया जाता है एफ(टी 1 ,टी 2). फ़ंक्शन का सामान्य रूप निर्धारित करने के लिए j( टी 1 ,टी 2), तीन तापीय जलाशयों पर विचार करें जिनका तापमान स्थिर बनाए रखा जाता है। हम इन जलाशयों के अनुभवजन्य तापमान को दर्शाते हैं टी 1 , टी 2 , टीक्रमशः 3. हीटर और रेफ्रिजरेटर के रूप में उनका उपयोग करते हुए, हम तीन कार्नोट चक्र निष्पादित करेंगे ( ए बी सी डी, डी-सी-ई-एफ, ए-बी-ई-एफ) चित्र में दिखाया गया है। 11.1.

इसी समय, आइसोथर्म पर तापमान ए-बी, डी-सी, एफ-ईबराबर टी 1 , टी 2 , टी 3, और इज़ोटेर्म पर प्राप्त ऊष्मा के निरपेक्ष मान बराबर हैं क्यू 1 , क्यू 2 , क्यूक्रमशः 3. चक्र के लिए ए बी सी डीऔर डी-सी-ई-एफआप लिख सकते हो

यहां से बहिष्कार क्यू 2, हमें मिलता है

एक साथ मिलाकर, ये दोनों चक्र एक कार्नोट चक्र के बराबर हैं ए-बी-ई-एफ, क्योंकि इज़ोटेर्म सी-डीविपरीत दिशाओं में दो बार पार किया गया है और इसे विचार से बाहर रखा जा सकता है। इस तरह,

इस अभिव्यक्ति की तुलना पिछले एक से करने पर, हमें मिलता है

चूँकि दाहिना भाग निर्भर नहीं करता है टी 2, तो यह संबंध तर्क के किसी भी मूल्य के लिए संतुष्ट किया जा सकता है टी 1 , टी 2 , टी 3 केवल यदि फ़ंक्शन j( टी 1 ,टी 2) रूप है

इस प्रकार जे( टी 1 ,टी 2) समान फ़ंक्शन Q( के मानों का अनुपात है टी) पर टी = टी 1 और टी = टी 2. चूँकि मात्रा Q( टी) केवल तापमान पर निर्भर करता है; इसे स्वयं शरीर के तापमान के माप के रूप में लिया जा सकता है। मात्रा Q को पूर्ण थर्मोडायनामिक तापमान कहा जाता है। दो थर्मोडायनामिक तापमान Q 1 और Q 2 का अनुपात संबंध द्वारा निर्धारित किया जाता है

तब कार्नोट चक्र की दक्षता इस प्रकार लिखी जा सकती है

. (11.2)

एक आदर्श गैस (8.2) के लिए कार्नोट चक्र की दक्षता के साथ अभिव्यक्ति (11.2) की तुलना करके, कोई यह सत्यापित कर सकता है कि कार्नोट चक्र में थर्मल जलाशयों के थर्मोडायनामिक और आदर्श गैस तापमान का अनुपात मेल खाता है।

अनुपात Q 1 /Q 2, सैद्धांतिक रूप से, प्रयोगात्मक रूप से पाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आपको ऊष्मा के निरपेक्ष मानों को मापने की आवश्यकता है क्यू 1 और क्यू 2, जो कार्यशील द्रव कार्नोट चक्र में Q 1 और Q 2 तापमान वाले थर्मल जलाशयों से प्राप्त करता है। हालाँकि, तापमान Q 1 और Q 2 स्वयं अभी तक इस अनुपात के मूल्य से विशिष्ट रूप से निर्धारित नहीं होते हैं।

पूर्ण थर्मोडायनामिक तापमान को स्पष्ट रूप से निर्धारित करने के लिए, किसी को किसी भी तापमान बिंदु पर एक निश्चित मान Q निर्दिष्ट करना चाहिए, और फिर किसी अन्य शरीर के तापमान की गणना करने के लिए संबंध (11.1) का उपयोग करना चाहिए। उस सटीकता के आधार पर जिसके साथ कुछ विशिष्ट तापमानों को पुन: उत्पन्न करना संभव है, पानी के त्रिगुण बिंदु को मुख्य संदर्भ बिंदु के रूप में चुना गया था, अर्थात। वह तापमान जिस पर बर्फ, पानी और जलवाष्प संतुलन (दबाव) में होते हैं आरटीआर = 4.58 मिमी. आरटी. कला।)। इस तापमान को मान दिया गया है टी tr = 273.16 K बिल्कुल। संदर्भ तापमान का यह मान बाद की प्रयोज्यता की सीमा के भीतर आदर्श गैस तापमान के साथ थर्मोडायनामिक तापमान के संयोग को सुनिश्चित करने के लिए चुना गया था।

निर्मित तापमान पैमाने को पूर्ण थर्मोडायनामिक तापमान स्केल (केल्विन स्केल) कहा जाता है।

कार्नोट मशीन किसी को केवल सैद्धांतिक रूप से तापमान पैमाना बनाने की अनुमति देती है। यह व्यावहारिक तापमान माप के लिए अनुपयुक्त है। हालाँकि, थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम और कार्नोट के प्रमेय के कई परिणाम वास्तविक थर्मामीटरों की रीडिंग में सुधार ढूंढना संभव बनाते हैं, जिससे ये रीडिंग पूर्ण थर्मोडायनामिक पैमाने पर आ जाती हैं। इस उद्देश्य के लिए, आप किसी भी सटीक थर्मोडायनामिक संबंध का उपयोग कर सकते हैं, जो तापमान के अतिरिक्त है टीकेवल प्रयोगात्मक रूप से मापने योग्य मात्राएँ शामिल हैं।

आइए याद रखें कि व्यवहार में, 0° को पारंपरिक रूप से सामान्य दबाव पर बर्फ के पिघलने का तापमान माना जाता है, और 100° सामान्य दबाव पर पानी का उबलने का तापमान होता है। इस तापमान सीमा का सौवां हिस्सा तापमान की व्यावहारिक इकाई, डिग्री सेल्सियस (डिग्री सेल्सियस) है। हालाँकि, 0 डिग्री सेल्सियस और 100 डिग्री सेल्सियस के बीच के अंतराल को एक सौ बराबर भागों में विभाजित करते समय, पारा और अल्कोहल थर्मामीटर की रीडिंग केवल 0 डिग्री सेल्सियस और 100 डिग्री सेल्सियस पर समान होती है। नतीजतन, गर्म होने पर इन पदार्थों का विस्तार असमान रूप से होता है और इस तरह से एकल तापमान पैमाना प्राप्त करना असंभव है।

एक एकीकृत तापमान पैमाना बनाने के लिए, आपके पास एक ऐसा मान होना चाहिए जिसका ताप या शीतलन के दौरान माप थर्मोमेट्रिक पदार्थ के प्रकार पर निर्भर न हो। यह मान गैस का दबाव हो सकता है, क्योंकि जो गैसें बहुत सघन नहीं हैं उनके लिए दबाव का तापमान गुणांक गैस की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है और इसका मान एक आदर्श गैस के समान ही होता है। सर्वोत्तम थर्मोमेट्रिक निकाय एक आदर्श गैस होगी। चूंकि दुर्लभ हाइड्रोजन के गुण एक आदर्श गैस के गुणों के सबसे करीब हैं, इसलिए हाइड्रोजन थर्मामीटर का उपयोग करके तापमान को मापना सबसे उचित है, जो एक संवेदनशील दबाव गेज से जुड़े दुर्लभ हाइड्रोजन के साथ एक बंद बर्तन है। चूँकि हाइड्रोजन का दबाव और तापमान संबंध (4.3) से संबंधित हैं, तापमान को दबाव गेज रीडिंग से निर्धारित किया जा सकता है।

हाइड्रोजन थर्मामीटर द्वारा स्थापित तापमान पैमाना, जिसमें 0° बर्फ के पिघलने के तापमान से मेल खाता है, और 100° पानी के उबलने के तापमान से मेल खाता है, सेल्सियस पैमाना कहलाता है।

ध्यान दें कि सेल्सियस पैमाने पर शून्य को सशर्त रूप से परिभाषित किया गया है। डिग्री का आकार भी मनमाने ढंग से निर्धारित किया जाता है। इसका मतलब यह है कि, वैज्ञानिक दृष्टिकोण से, तापमान पैमाने का एक अलग निर्माण स्वीकार्य है।

तापमान पैमाने का उचित विकल्प किसी को सूत्रों को सरल बनाने और देखे गए पैटर्न के भौतिक अर्थ की गहरी समझ प्राप्त करने की अनुमति देता है। इस प्रयोजन के लिए, केल्विन के सुझाव पर, एक नया तापमान पैमाना पेश किया गया, जिसे अब थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना कहा जाता है। इसे कभी-कभी केल्विन स्केल भी कहा जाता है। इस पैमाने पर, पूर्ण शून्य का तापमान प्रारंभिक बिंदु के रूप में लिया जाता है, और डिग्री का आकार निर्धारित किया जाता है ताकि यह डिग्री सेल्सियस के साथ यथासंभव निकटता से मेल खाए।

एसआई में, तापमान की इकाई मूल इकाई है और इसे केल्विन कहा जाता है, और तापमान को मापने के लिए थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने का उपयोग किया जाता है।

अंतर्राष्ट्रीय समझौते के अनुसार, केल्विन का आकार निम्नलिखित स्थिति से निर्धारित होता है: पानी के त्रिक बिंदु (§ 12.8) का तापमान बिल्कुल 273.16 K के बराबर माना जाता है। इसलिए, यदि पूर्ण शून्य और त्रिक के बीच तापमान अंतराल हाइड्रोजन थर्मामीटर के पैमाने पर पानी के बिंदु तापमान को 273.16 भागों में विभाजित किया जाता है, फिर ऐसा एक भाग केल्विन का आकार निर्धारित करता है। चूँकि पानी का त्रिक बिंदु तापमान से मेल खाता है, नए पैमाने पर बर्फ का पिघलने का तापमान 273.15 K होगा। चूँकि एक केल्विन एक डिग्री सेल्सियस के मान के बराबर है, सामान्य दबाव पर पानी का क्वथनांक 373.15 K होगा। बर्फ के पिघलने और उबलने के तापमान को सरल बनाएं तो भविष्य में पानी तदनुसार 273 और 373 K के बराबर माना जाएगा।

आणविक गतिज निर्धारण

तापमान माप

तापमान मापने के लिए, थर्मोमेट्रिक पदार्थ का एक निश्चित थर्मोडायनामिक पैरामीटर चुना जाता है। इस पैरामीटर में बदलाव स्पष्ट रूप से तापमान में बदलाव से जुड़ा है।

व्यवहार में, तापमान का उपयोग करके मापा जाता है

तापमान इकाइयाँ और पैमाना

चूँकि तापमान अणुओं की गतिज ऊर्जा है, इसलिए यह स्पष्ट है कि इसे ऊर्जा इकाइयों में मापना सबसे स्वाभाविक है (अर्थात जूल में एसआई प्रणाली में)। हालाँकि, तापमान माप आणविक गतिज सिद्धांत के निर्माण से बहुत पहले शुरू हुआ था, इसलिए व्यावहारिक पैमाने पारंपरिक इकाइयों - डिग्री में तापमान को मापते हैं।

केल्विन तापमान पैमाना

निरपेक्ष तापमान की अवधारणा डब्ल्यू थॉमसन (केल्विन) द्वारा प्रस्तुत की गई थी, और इसलिए निरपेक्ष तापमान पैमाने को केल्विन स्केल या थर्मोडायनामिक तापमान स्केल कहा जाता है। निरपेक्ष तापमान की इकाई केल्विन (K) है।

निरपेक्ष तापमान पैमाना इसलिए कहा जाता है क्योंकि तापमान की निचली सीमा की जमीनी स्थिति का माप पूर्ण शून्य होता है, यानी, सबसे कम संभव तापमान जिस पर किसी पदार्थ से तापीय ऊर्जा निकालना सैद्धांतिक रूप से असंभव है।

निरपेक्ष शून्य को 0 K के रूप में परिभाषित किया गया है, जो लगभग -273.15 °C है।

केल्विन तापमान पैमाना एक तापमान पैमाना है जिसमें प्रारंभिक बिंदु पूर्ण शून्य से होता है।

रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किए जाने वाले तापमान पैमाने - सेल्सियस और फ़ारेनहाइट दोनों (मुख्य रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में उपयोग किए जाते हैं) - निरपेक्ष नहीं हैं और इसलिए उन स्थितियों में प्रयोग करते समय असुविधाजनक होते हैं जहां तापमान पानी के हिमांक से नीचे चला जाता है, यही कारण है कि तापमान को व्यक्त करना पड़ता है ऋणात्मक संख्या। ऐसे मामलों के लिए, पूर्ण तापमान पैमाने पेश किए गए थे।

उनमें से एक को रैंकिन स्केल कहा जाता है, और दूसरे को पूर्ण थर्मोडायनामिक स्केल (केल्विन स्केल) कहा जाता है; उनका तापमान क्रमशः रैंकिन (°Ra) और केल्विन (K) डिग्री में मापा जाता है। दोनों पैमाने पूर्ण शून्य तापमान पर शुरू होते हैं। उनमें अंतर यह है कि एक केल्विन एक डिग्री सेल्सियस के बराबर है, और एक रैंकिन डिग्री एक डिग्री फ़ारेनहाइट के बराबर है।

मानक वायुमंडलीय दबाव पर पानी का हिमांक बिंदु 273.15 K से मेल खाता है। जल के हिमांक और क्वथनांक के बीच डिग्री सेल्सियस और केल्विन की संख्या समान और 100 के बराबर होती है। इसलिए, सूत्र K = का उपयोग करके डिग्री सेल्सियस को केल्विन में परिवर्तित किया जाता है। डिग्री सेल्सियस + 273.15.

सेल्सीयस

फ़ारेनहाइट

इंग्लैंड और विशेषकर संयुक्त राज्य अमेरिका में फारेनहाइट पैमाने का उपयोग किया जाता है। शून्य डिग्री सेल्सियस 32 डिग्री फ़ारेनहाइट है, और एक डिग्री फ़ारेनहाइट 5/9 डिग्री सेल्सियस के बराबर है।

फ़ारेनहाइट पैमाने की वर्तमान परिभाषा इस प्रकार है: यह एक तापमान पैमाना है जिसमें 1 डिग्री (1 °F) पानी के क्वथनांक और वायुमंडलीय दबाव पर बर्फ के पिघलने के तापमान के बीच के अंतर के 1/180वें हिस्से के बराबर है, और बर्फ का गलनांक +32°F होता है। फ़ारेनहाइट पैमाने पर तापमान सेल्सियस पैमाने (t °C) पर तापमान से t °C = 5/9 (t °F - 32), 1 °F = 9/5 °C + 32 के अनुपात से संबंधित है। द्वारा प्रस्तावित 1724 में जी फारेनहाइट।

परम शून्य पर तापीय गति की ऊर्जा

जब पदार्थ ठंडा होता है, तो तापीय ऊर्जा के कई रूप और उनसे जुड़े प्रभाव एक साथ परिमाण में कम हो जाते हैं। पदार्थ कम व्यवस्थित अवस्था से अधिक व्यवस्थित अवस्था की ओर बढ़ता है। गैस तरल में बदल जाती है और फिर ठोस में क्रिस्टलीकृत हो जाती है (वायुमंडलीय दबाव पर परम शून्य पर भी हीलियम तरल अवस्था में रहता है)। परमाणुओं एवं अणुओं की गति धीमी हो जाती है, उनकी गतिज ऊर्जा कम हो जाती है। कम आयाम के साथ कंपन करने वाले क्रिस्टल जाली के परमाणुओं पर इलेक्ट्रॉन बिखरने में कमी के कारण अधिकांश धातुओं का प्रतिरोध कम हो जाता है। इस प्रकार, पूर्ण शून्य पर भी, चालन इलेक्ट्रॉन 1x10 6 मीटर/सेकेंड के क्रम की फर्मी गति के साथ परमाणुओं के बीच चलते हैं।

वह तापमान जिस पर पदार्थ के कणों में न्यूनतम मात्रा में गति होती है, जो केवल क्वांटम यांत्रिक गति के कारण संरक्षित होती है, परम शून्य तापमान (T = 0K) होता है।

पूर्ण शून्य तापमान तक नहीं पहुंचा जा सकता. सोडियम परमाणुओं के बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट का सबसे कम तापमान (450±80)x10 -12 K 2003 में MIT के शोधकर्ताओं द्वारा प्राप्त किया गया था। इस मामले में, थर्मल विकिरण का शिखर 6400 किमी के क्रम के तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में स्थित है, यानी लगभग पृथ्वी की त्रिज्या।

थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण से तापमान

तापमान के कई अलग-अलग पैमाने हैं। एक समय तापमान बहुत मनमाने ढंग से निर्धारित किया जाता था। तापमान को ट्यूब की दीवारों पर समान दूरी पर लगाए गए निशानों द्वारा मापा जाता था, जिसमें गर्म होने पर पानी फैलता था। फिर उन्होंने तापमान मापने का निर्णय लिया और पाया कि डिग्री की दूरी समान नहीं थी। थर्मोडायनामिक्स तापमान की एक परिभाषा देता है जो पदार्थ के किसी विशेष गुण पर निर्भर नहीं करता है।

आइए फ़ंक्शन का परिचय दें एफ(टी) जो पदार्थ के गुणों पर निर्भर नहीं करता है। थर्मोडायनामिक्स से यह निष्कर्ष निकलता है कि यदि कोई ऊष्मा इंजन, ऊष्मा की मात्रा को अवशोषित करता है क्यू 1 बजे टी 1 गर्मी पैदा करता है क्यू एसएक डिग्री के तापमान पर, और दूसरी कार, गर्मी को अवशोषित कर लेती है क्यू 2 बजे टी 2, समान ऊष्मा उत्पन्न करता है क्यू एसएक डिग्री के तापमान पर, फिर मशीन सोख लेती है क्यू 1 बजे टी 1 तापमान पर होना चाहिए टी 2 गर्मी उत्पन्न करें क्यू 2 .

बेशक, गर्मी के बीच क्यूऔर तापमान टीनिर्भरता और गर्मी है क्यू 1 आनुपातिक होना चाहिए क्यू एस. इस प्रकार, ऊष्मा की प्रत्येक मात्रा क्यू एस, एक डिग्री के तापमान पर जारी, एक तापमान पर मशीन द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा से मेल खाती है टी, बराबर क्यू एस, कुछ बढ़ते फलन से गुणा किया गया एफतापमान:

क्यू = क्यू एस एफ(टी)

चूँकि पाया गया फ़ंक्शन तापमान के साथ बढ़ता है, हम मान सकते हैं कि यह स्वयं एक डिग्री के मानक तापमान से शुरू होकर तापमान को मापता है। इसका मतलब यह है कि आप शरीर के तापमान और एक डिग्री के तापमान के बीच के अंतराल में चलने वाले ताप इंजन द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा निर्धारित करके शरीर का तापमान पा सकते हैं। इस प्रकार प्राप्त तापमान को पूर्ण थर्मोडायनामिक तापमान कहा जाता है और यह पदार्थ के गुणों पर निर्भर नहीं करता है। इस प्रकार, एक प्रतिवर्ती ताप इंजन के लिए निम्नलिखित समानता है:

एक ऐसी प्रणाली के लिए जिसमें एन्ट्रापी एसएक समारोह हो सकता है एस(इ) इसकी ऊर्जा इ, थर्मोडायनामिक तापमान को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

तापमान और विकिरण

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, गर्म शरीर द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा बढ़ जाती है। बिल्कुल काले शरीर की विकिरण ऊर्जा का वर्णन स्टीफ़न-बोल्ट्ज़मैन नियम द्वारा किया जाता है

रेउमुर स्केल

वर्ष में आर. ए. रेउमुर द्वारा प्रस्तावित, जिन्होंने अपने द्वारा आविष्कृत अल्कोहल थर्मामीटर का वर्णन किया था।

इकाई डिग्री रेउमुर (°R) है, 1 °R संदर्भ बिंदुओं के बीच तापमान अंतराल के 1/80 के बराबर है - बर्फ का पिघलने का तापमान (0 °R) और पानी का क्वथनांक (80 °R)

1°R = 1.25°C.

यह पैमाना अब उपयोग से बाहर हो गया है; यह लेखक की मातृभूमि फ्रांस में सबसे लंबे समय तक जीवित रहा।

विभिन्न पैमानों से परिवर्तन

तापमान पैमानों की तुलना

विवरण	केल्विन	सेल्सीयस	फ़ारेनहाइट	रैनकिन	Delisle	न्यूटन	थर्मामीटर	रोमर
परम शून्य	0	−273.15	−459.67	0	559.725	−90.14	−218.52	−135.90
फ़ारेनहाइट मिश्रण का पिघलने का तापमान (नमक और बर्फ समान मात्रा में)	255.37	−17.78	0	459.67	176.67	−5.87	−14.22	−1.83
पानी का हिमांक बिंदु (सामान्य स्थिति)	273.15	0	32	491.67	150	0	0	7.5
औसत मानव शरीर का तापमान¹	310.0	36.6	98.2	557.9	94.5	12.21	29.6	26.925
पानी का क्वथनांक (सामान्य स्थिति)	373.15	100	212	671.67	0	33	80	60
पिघलता हुआ टाइटेनियम	1941	1668	3034	3494	−2352	550	1334	883
सूर्य की सतह	5800	5526	9980	10440	−8140	1823	4421	2909

¹ मानव शरीर का सामान्य औसत तापमान 36.6 °C ±0.7 °C, या 98.2 °F ±1.3 °F है। आमतौर पर दिया गया 98.6 डिग्री फ़ारेनहाइट का मान 19वीं सदी के जर्मन मान 37 डिग्री सेल्सियस के फ़ारेनहाइट का सटीक रूपांतरण है। हालाँकि, यह मान सामान्य औसत मानव शरीर के तापमान की सीमा के भीतर नहीं है, क्योंकि शरीर के विभिन्न हिस्सों का तापमान भिन्न

थर्मोडायनामिक तापमान स्केल (केल्विन स्केल), एक पूर्ण तापमान स्केल जो थर्मोमेट्रिक पदार्थ के गुणों पर निर्भर नहीं करता है (संदर्भ बिंदु पूर्ण शून्य तापमान है)। थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने का निर्माण थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम पर और विशेष रूप से, कार्यशील तरल पदार्थ की प्रकृति से कार्नोट चक्र की दक्षता की स्वतंत्रता पर आधारित है। थर्मोडायनामिक तापमान की इकाई - केल्विन (K)

सांख्यिकीय वजन और एन्ट्रापी.

एन्ट्रॉपी प्राकृतिक विज्ञान में कई तत्वों से युक्त प्रणाली की अव्यवस्था का एक माप है। विशेष रूप से, सांख्यिकीय भौतिकी में, यह किसी भी स्थूल अवस्था के घटित होने की संभावना का एक माप है।

एन्ट्रापी वृद्धि कहां है; - सिस्टम को आपूर्ति की जाने वाली न्यूनतम गर्मी; - प्रक्रिया का पूर्ण तापमान.

ऊष्मागतिकी और सांख्यिकीय भौतिकी में सांख्यिकीय भार- उन तरीकों की संख्या जिनसे सिस्टम की दी गई स्थूल स्थिति को महसूस किया जा सकता है। सांख्यिकीय भार बोल्ट्ज़मैन के संबंध द्वारा सिस्टम की एन्ट्रापी एस से संबंधित है,

जहाँ k = R/N = 1.38*10 -23 J/K

जहां k मौलिक विश्व बोल्ट्ज़मन स्थिरांक है;
आर = 8.31 जे/(मोल*के) - मोलर गैस स्थिरांक;
एन = 6.06*10 23 मोल -1 - अवोगाद्रो की संख्या;
पी - सांख्यिकीय भार: किसी दिए गए राज्य को प्राप्त करने के तरीकों की संख्या।

पैरामीटर एस - एन्ट्रॉपी - ब्रह्मांड की ऊर्जा के अपव्यय के माप के रूप में कार्य करता है, और पी - किसी भी सहज परिवर्तन को दर्शाता है; यह मान परमाणुओं की दुनिया को संदर्भित करता है जो परिवर्तन के छिपे हुए तंत्र को निर्धारित करता है।

टिकट

संतुलन की स्थिति. राज्य आरेख. स्थिति के समीकरण। विरल गैसों की स्थिति का समीकरण. आदर्श गैस। गैर-दुर्लभ गैसों की स्थिति का समीकरण (वैन डेर वाल्स समीकरण)

संतुलन की स्थिति- एक प्रणाली की एक स्थिति जिसमें पर्यावरण से अलगाव की स्थिति में इस प्रणाली की स्थूल मात्रा (तापमान, दबाव, आयतन, एन्ट्रापी) समय के साथ अपरिवर्तित रहती है। सामान्य तौर पर, ये मान स्थिर नहीं होते हैं, वे केवल अपने औसत मूल्यों के आसपास उतार-चढ़ाव (दोलन) करते हैं। यदि एक संतुलन प्रणाली कई अवस्थाओं से मेल खाती है, जिनमें से प्रत्येक में प्रणाली अनिश्चित काल तक रह सकती है, तो प्रणाली को मेटास्टेबल संतुलन में कहा जाता है। संतुलन की स्थिति में, सिस्टम में पदार्थ या ऊर्जा का कोई प्रवाह नहीं होता है, कोई भी संतुलन क्षमता (या ड्राइविंग बल) नहीं होती है, या मौजूद चरणों की संख्या में परिवर्तन नहीं होता है। थर्मल, मैकेनिकल, विकिरण (उज्ज्वल) और रासायनिक संतुलन के बीच अंतर करें।

1) संतुलन अपेक्षाकृत बड़ी प्रणाली के किसी भी भाग (या भागों) में प्राप्त किया जाता है - स्थानीय संतुलन,

2) सिस्टम में होने वाली विश्राम प्रक्रियाओं की दरों में अंतर के कारण अपूर्ण संतुलन प्राप्त होता है - आंशिक संतुलन,

3) स्थानीय और आंशिक संतुलन दोनों होते हैं।

किसी भी संतुलन प्रणाली में, पदार्थ या ऊर्जा के प्रवाह में या, उदाहरण के लिए, चरणों में परिवर्तन होते हैं।

राज्य आरेख.

संतुलन आरेख, चरण आरेख, इन राज्यों को निर्धारित करने वाले मापदंडों के विभिन्न मूल्यों पर एकल या बहुघटक प्रणालियों के संतुलन चरण राज्यों का ग्राफिकल प्रतिनिधित्व। चरण आरेख घटकों (एक्स), तापमान (टी) और दबाव (पी) की विभिन्न सांद्रता पर एक प्रणाली की चरण संरचना को दर्शाते हैं।

आरेख स्थानिक हैं. अंतरिक्ष का आयाम स्वतंत्र चर की संख्या पर निर्भर करता है, जिसका कार्य चरण संरचना है। एक राज्य आरेख द्वि-आयामी, त्रि-आयामी या बहुआयामी हो सकता है। चर (पी, टी, एक्स) वे निर्देशांक हैं जिनमें आरेख का निर्माण किया गया है। चरण आरेख का प्रत्येक बिंदु (आलंकारिक बिंदु) थर्मोडायनामिक मापदंडों (इस बिंदु के निर्देशांक) के दिए गए मूल्यों पर पदार्थ की चरण संरचना को इंगित करता है। जब एक प्रणाली में केवल एक घटक होता है, तो चरण आरेख तीन आयताकार समन्वय अक्षों में निर्मित एक त्रि-आयामी स्थानिक आकृति होती है जिसके साथ तापमान (टी), दबाव (पी) और दाढ़ की मात्रा (वी) को प्लॉट किया जाता है। व्यवहार में, आमतौर पर पी-टी विमान पर समन्वय विमानों में से एक पर चरण आरेख का प्रक्षेपण अक्सर उपयोग किया जाता है।

विरल गैसें.

भौतिकी में, विरलीकरण गैस की एक अवस्था है जिसमें अणुओं का औसत मुक्त पथ गैस युक्त कंटेनर के रैखिक आयाम से अधिक होता है। इस अवस्था को निर्वात भी कहा जाता है। दुर्लभ गैसों के व्यवहार में कई विशेषताएं होती हैं। चूंकि निर्वात में गैस के अणु एक दीवार से दूसरी दीवार तक की दूरी बिना टकराव के तय करते हैं, इसलिए गैस के एक हिस्से से दूसरे हिस्से पर कोई दबाव नहीं होता है; हम केवल बर्तन की दीवारों पर गैस के दबाव के बारे में बात कर सकते हैं। दुर्लभ गैसों में कोई आंतरिक घर्षण और सामान्य अर्थों में तापीय चालकता की घटना नहीं होती है। कमरे के तापमान पर भौतिक निर्वात 10 -5 मिमी एचजी से कम दबाव वाली गैसों में महसूस किया जाता है। कला., यदि गैस एक मीटर के क्रम के रैखिक आयाम वाले आयतन में है।
प्रौद्योगिकी में, वैक्यूम वायुमंडलीय से नीचे दबाव पर गैस की स्थिति को संदर्भित करता है। तकनीकी निर्वात की डिग्री का आकलन अवशिष्ट गैस दबाव से किया जाता है।

आदर्श गैस।

आदर्श गैस गैस का एक गणितीय मॉडल है जिसमें यह माना जाता है कि:

1) अणुओं की संभावित अंतःक्रिया ऊर्जा को उनकी गतिज ऊर्जा की तुलना में उपेक्षित किया जा सकता है;

2) गैस अणुओं की कुल मात्रा नगण्य है;

3) अणुओं के बीच कोई आकर्षण या प्रतिकर्षण बल नहीं होता है, कणों की एक दूसरे से और बर्तन की दीवारों से टक्कर बिल्कुल लोचदार होती है;

4) टकरावों के बीच औसत समय की तुलना में अणुओं के बीच परस्पर क्रिया का समय नगण्य है।

एक आदर्श गैस के विस्तारित मॉडल में, जिन कणों में यह शामिल होता है वे लोचदार गोले या दीर्घवृत्त के रूप में होते हैं, जो न केवल अनुवादात्मक, बल्कि घूर्णी-दोलन गति के साथ-साथ ऊर्जा को भी ध्यान में रखना संभव बनाता है। न केवल केंद्रीय, बल्कि कणों की गैर-केंद्रीय टक्कर भी।

एक आदर्श गैस की अवस्था का समीकरण (क्लिपेरॉन समीकरण)

गैर-दुर्लभ गैसों की स्थिति का समीकरण (वैन डेर वाल्स समीकरण)।) ,

टिकट.

शरीर में ऊर्जा स्थानांतरण का यांत्रिक रूप। काम। शरीर में ऊर्जा स्थानांतरण का थर्मल रूप। गर्मी। ऊष्मागतिकी का पहला नियम. संतुलन कार्य किया गया, संतुलन ताप इनपुट