10-3 Bod absolútnej nuly

10-1 Meranie teploty; 10-2 Plynové teplomery; 10-3 Bod absolútnej nuly; 10-4 Tlak plynov; 10-5 Stavová rovnica; 10-6 Tepelná rozťažnosť pevných telies a kvapalín; 10-7 Kalorimetria ; 10-8 Hmotnostné skupenské teplo - latentné (skryté) teplo ; 10-9 Tepelná vodivosť ; 10-10 Prúdenie tepla; 10-11 Vyžarovanie tepla ; 10-12 Veľké teplo a veľký chlad;

Úlohy

10-2 Plynové teplomery

10-3 Bod absolútnej nuly

Zoberme nejaký plynový teplomer (napríklad taký, aký je na obrázku 10.3), a zmerajme presne objem plynu najprv pri bodu varu vody a potom pri teplote zmesi ľadu a vody. Celsiovú stupnicu sme už definovali, preto k predchádzajúcim teplotám musíme priradiť $100 ℃$ a $0 ℃ .$ Znázornime na grafe objem plynu ako funkciu teploty (obrázok 10.4). Priamku, ktorú narysujeme tak, aby prechádzali cez bod $M$ (bod mrazu) a cez bod $V$ (bod varu), môžeme predĺžiť v oboch smeroch a tým môžeme stupnicu rozšíriť na podstatne širšiu oblasť teplôt.

Pravdepodobne je zvláštna tá časť grafu, ktorá sa nachádza v ľavej časti (oblasť nízkych teplôt). Priamku nemôžeme doľava predĺžiť až tam kam sa nám zapáči, ako v pravej časti (v smere vysokých teplôt), nakoľko priamka pretína vodorovnú os, čo znamená nulový objem. Predlžovať priamku ďalej nemá vôbec žiadny zmysel, lebo objem plynu nemôže byť záporný. Teplotu, pri ktorej nami zostrojená priamka pretína vodorovnú os nazývame bodom absolútnej nuly, ktorej zodpovedá teplota absolútnej nuly .

nízke teploty — Obr. 10.4:Správanie sa plynov pri nízkych teplotách.

Samozrejme tá snaha plynu, aby zmenšila svoj objem na nulový pri teplote absolútnej nuly sa nikdy nesplní. Pred dosiahnutím teploty absolútnej nuly sa každý plyn skvapalní, a pred skvapalnením sa už chová podstatne iným spôsobom ako pri vyšších teplotách. Dôvtipnými experimentálnymi postupmi a teoretickými korekciami stanovili, že teplota absolútnej nuly zodpovedá teplote $- 273, 15 ℃ .$ Nedopustíme sa veľkej chyby, keď tých niekoľko stotín stupňov nebudeme brať do úvahy a za najnižšiu možnú dosiahnuteľnú teplotu budeme považovať teplotu $- 273 ℃ .$ Absolútna teplotná stupnica označuje túto teplotu ako nulovú, popri tom používa také isté odstupňovanie ako Celsiová stupnica. Absolútnu teplotnú stupnicu nazývame kelvinová-stupnica , a jednotku teploty v tejto stupnici kelvin (značka jednotky je K), na počesť Lorda Kelvina, veľkého anglického fyzika 19-ho storočia. Nakoľko jeden kelvin je to isté ako jeden stupeň Celsia, len začiatok škály je nižšie o 273 stupňov, teplotu v kelvinoch dostaneme tak, že k teplote v stupňoch Celsia pripočítame 273.

Teplota absolútnej nuly je veľmi dôležitým pojmom fyziky; neskôr uvidíme, že ide tu o podstatne viac, než o priesečník dvoch priamok v nejakom grafe.

10-4 Tlak plynov