Досега не сме се занимавали с температура; умишлено избягвахме да говорим на тази тема. Знаем, че ако компресирате газ, енергията на молекулите се увеличава и обикновено казваме, че газът се нагрява. Сега трябва да разберем какво общо има това с температурата. Знаем какво е адиабатна компресия, но как можем да поставим експеримент, така че да можем да кажем, че е извършен при постоянна температура? Ако вземем две еднакви кутии с газ, поставим ги една върху друга и ги държим така дълго време, тогава дори ако в началото тези кутии са имали това, което наричаме различни температури, накрая температурите им ще станат един и същ. Какво означава това? Само, че кутиите са достигнали състоянието, което евентуално биха достигнали, ако бяха оставени сами на себе си за дълго време! Състоянието, при което температурите на две тела са равни, е именно крайното състояние, което се достига след дълъг контакт едно с друго.

Нека да видим какво се случва, ако кутията е разделена на две части от движещо се бутало и всяко отделение е напълнено с различен газ, както е показано на фиг. 39.2 (за простота, нека приемем, че има два едноатомни газа, да речем хелий и неон). В отделение 1 масовите атоми се движат със скорост, а в единица обем има парчета, в отделение 2 тези числа са съответно равни на , и . При какви условия се постига равновесие?

Фиг. 39.2. Атоми на два различни едноатомни газа, разделени от движещо се бутало.

Разбира се, бомбардировката отляво кара буталото да се движи надясно и компресира газа във второто отделение, след това същото се случва вдясно и буталото се движи напред-назад така, докато налягането от двете страни се изравни , след което буталото спира. Можем да уредим така, че налягането от двете страни да е еднакво, за това е необходимо вътрешните енергии на единица обем да са еднакви или продуктите от броя на частиците на единица обем и средната кинетична енергия да бъдат еднакви в двете отделения. Сега ще се опитаме да докажем, че при равновесие отделните фактори също трябва да бъдат еднакви. Досега знаем само, че произведенията на броя на частиците в единица обем и средните кинетични енергии са равни

;

това следва от условието за равенство на наляганията и от (39.8). Трябва да установим, че когато постепенно се приближаваме до равновесието, когато температурите на газовете се изравнят, не само това условие е изпълнено, но се случва и нещо друго.

За да бъдем по-ясни, нека приемем, че желаното налягане от лявата страна на кутията се постига чрез много висока плътност, но ниски скорости. За големи и малки можете да получите същото налягане като за малки и големи. Атомите, ако са плътно опаковани, могат да се движат бавно или може да има много малко атоми, но те удрят буталото с по-голяма сила. Ще се установи ли балансът завинаги? Първоначално изглежда, че буталото няма да мръдне никъде и винаги ще бъде така, но ако се замислите отново, става ясно, че сме пропуснали едно много важно нещо. Факт е, че натискът върху буталото изобщо не е равномерен, буталото се люлее точно като тъпанчето, за което говорихме в началото на главата, защото всеки нов удар не е като предишния. Оказва се, че не е постоянно равномерно налягане, а по-скоро нещо като барабанна ролка - налягането непрекъснато се променя и нашето бутало сякаш постоянно трепери. Да предположим, че атомите от дясното отделение удрят буталото повече или по-малко равномерно, а отляво има по-малко атоми и техните удари са редки, но много енергични. Тогава буталото непрекъснато ще получава много силен импулс отляво и ще се движи надясно, към по-бавни атоми, и скоростта на тези атоми ще се увеличи. (Когато се сблъсква с бутало, всеки атом получава или губи енергия в зависимост от това в каква посока се движи буталото в момента на сблъсъка.) След няколко сблъсъка буталото ще се завърти, след това още един, още един и още един ..., газ в дясното отделение ще се разклаща от време на време и това ще доведе до увеличаване на енергията на неговите атоми и тяхното движение ще се ускори. Това ще продължи, докато люлеенето на буталото се балансира. А равновесието ще се установи, когато скоростта на буталото стане такава, че то ще отнема енергия от атомите толкова бързо, колкото я отдава. И така, буталото се движи с някаква средна скорост и ние трябва да я намерим. Ако успеем в това, ще се доближим до решаването на проблема, защото атомите трябва да регулират скоростите си така, че всеки газ да получава точно толкова енергия през буталото, колкото губи.

Много е трудно да се изчисли движението на буталото във всички детайли; въпреки че всичко това е много лесно за разбиране, оказва се, че е малко по-трудно за анализ. Преди да се впуснем в такъв анализ, нека решим още една задача: нека кутията е пълна с молекули от два вида с маси и , скорости и т.н.; сега молекулите могат да се опознаят по-добре. Ако в началото всички молекули номер 2 са в покой, тогава това не може да продължи дълго време, защото молекули номер 1 ще ги ударят и ще им придадат известна скорост. Ако молекули номер 2 могат да се движат много по-бързо от молекули номер 1, тогава рано или късно те ще трябва да отдадат част от енергията си на по-бавни молекули. Така, ако кутията е пълна със смес от два газа, тогава проблемът е да се определи относителната скорост на молекулите от двата вида.

Това също е много трудна задача, но все пак ще я решим. Първо трябва да решим "подпроблема" (отново, това е един от онези случаи, в които, без значение как е решен проблемът, крайният резултат е лесен за запомняне, а заключението изисква голямо изкуство). Да предположим, че имаме две сблъскващи се молекули с различни маси; за да избегнем усложнения, наблюдаваме сблъсъка от системата на техния център на масата (c.m.), откъдето е по-лесно да проследим удара на молекулите. Според законите на сблъсъка, произтичащи от законите за запазване на импулса и енергията, след сблъсък молекулите могат да се движат само по такъв начин, че всяка да запази стойността на първоначалната си скорост и те могат само да променят посоката на движение. Типичният сблъсък изглежда така, както е изобразен на фиг. 39.3. Да предположим за момент, че наблюдаваме сблъсъци, чиито системи от център на масата са в покой. Освен това трябва да се приеме, че всички молекули се движат хоризонтално. Разбира се, след първия сблъсък някои от молекулите ще се преместят под някакъв ъгъл спрямо първоначалната посока. С други думи, ако в началото всички молекули са се движели хоризонтално, то след известно време ще открием молекули, които вече се движат вертикално. След поредица от други сблъсъци те отново ще променят посоката си и ще завият под друг ъгъл. Така, дори ако някой отначало успее да подреди молекулите, те пак много скоро ще се разпръснат в различни посоки и всеки път ще бъдат все по-разпръснати. Докъде ще доведе това в крайна сметка? Отговор: Всяка двойка молекули ще се движи в произволно избрана посока толкова лесно, колкото и във всяка друга. След това по-нататъшните сблъсъци вече не могат да променят разпределението на молекулите.

Фиг. 39. 3. Сблъсък на две неравни молекули, погледнато от системата център на масата.

Какво се има предвид, когато се говори за равновероятно движение във всяка посока? Разбира се, не може да се говори за вероятност за движение по дадена права линия - правата е твърде тънка, за да може да й се припише вероятност, но трябва да вземем единицата "нещо". Идеята е толкова много молекули да преминат през даден участък от сферата с център в точката на сблъсък, колкото и през всяка друга част от сферата. В резултат на сблъсъци молекулите се разпределят в посоки, така че всеки два сегмента от сферата с еднаква площ ще имат равни вероятности (т.е. същият брой молекули преминават през тези сегменти).

Между другото, ако сравним първоначалната посока и посоката, която образува някакъв ъгъл с нея, тогава е интересно, че елементарната площ върху сферата с единичен радиус е равна на произведението от , или, което е същото, диференциала . Това означава, че косинусът на ъгъла между две посоки е еднакво вероятно да приеме всяка стойност между и .

Сега трябва да си спомним какво всъщност има там; тъй като нямаме сблъсъци в системата на центъра на масата, но два атома се сблъскват с произволни векторни скорости и . Какво се случва с тях? Ще направим това: отново ще отидем до центъра на масата на системата, само че сега тя се движи със „осреднена по маса“ скорост. Ако следвате сблъсъка от системата на центъра на масата, тогава ще изглежда, както е показано на фиг. 39.3, трябва да се мисли само за относителната скорост на сблъсъка. Относителната скорост е. Следователно ситуацията е следната: системата център на масата се движи и в системата център на масата молекулите се приближават една към друга с относителна скорост; сблъсквайки се, те се движат в нови посоки. Докато всичко това се случва, центърът на масата се движи с еднаква скорост през цялото време без промяна.

Е, какво се случва накрая? От предишното разсъждение правим следното заключение: при равновесие всички посоки са еднакво вероятни спрямо посоката на движение на центъра на масата. Това означава, че в крайна сметка няма да има връзка между посоката на относителната скорост и движението на центъра на масата. Дори ако такава корелация съществуваше в началото, сблъсъците биха я унищожили и в крайна сметка тя би изчезнала напълно. Следователно средната стойност на косинуса на ъгъла между и е нула. Означава, че

Скаларното произведение е лесно да се изрази по отношение на и :

Нека го направим първо; какво е средното? С други думи, каква е средната стойност на проекцията на скоростта на една молекула върху посоката на скоростта на друга молекула? Ясно е, че вероятностите една молекула да се движи както в едната, така и в обратната посока са еднакви. Средната скорост във всяка посока е нула. Следователно средната стойност в посоката също е нула. Така че средната стойност е нула! Следователно стигнахме до заключението, че средната стойност трябва да бъде равна на . Това означава, че средните кинетични енергии на двете молекули трябва да бъдат равни:

. (39.21)

Ако един газ се състои от два вида атоми, тогава може да се покаже (и дори вярваме, че сме успели да направим това), че средните кинетични енергии на атомите от всеки вид са равни, когато газът е в равновесие. Това означава, че тежките атоми се движат по-бавно от леките; лесно е да се провери това, като се постави експеримент с "атоми" с различни маси във въздушен канал.

Сега правим следващата стъпка и показваме, че ако има два газа в кутия, разделена с преграда, тогава при достигане на равновесие средните кинетични енергии на атомите на различни газове ще бъдат еднакви, въпреки че атомите са затворени в различни кутии . Разсъжденията могат да бъдат структурирани по различни начини. Например, можем да си представим, че в преградата е направена малка дупка (фиг. 39.4), така че молекулите на един газ да минават през нея, докато молекулите на втория са твърде големи и не се вписват. Когато се установи равновесие, тогава в отделението, където се намира сместа от газове, средните кинетични енергии на молекулите от всеки тип ще станат равни. Но в крайна сметка сред молекулите, които са проникнали през дупката, има и такива, които не са загубили енергия, така че средната кинетична енергия на молекулите на чистия газ трябва да бъде равна на средната кинетична енергия на молекулите на сместа. Това не е много задоволително доказателство, защото може да не е имало такава дупка, през която да преминат молекулите на един газ, а молекулите на друг да не могат.

Фиг. 39.4. Два газа в кутия, разделени от полупропусклива преграда.

Да се ​​върнем на проблема с буталото. Може да се покаже, че кинетичната енергия на буталото също трябва да бъде равна на . Всъщност кинетичната енергия на буталото е свързана само с хоризонталното му движение. Пренебрегвайки възможното движение на буталото нагоре и надолу, откриваме, че хоризонталното движение съответства на кинетичната енергия. Но по същия начин, въз основа на равновесието от другата страна, може да се покаже, че кинетичната енергия на буталото трябва да бъде равна на . Въпреки че повтаряме предишната дискусия, има някои допълнителни трудности поради факта, че в резултат на сблъсъци средните кинетични енергии на молекулите на буталото и газа са равни, тъй като буталото не е вътре в газа, а е изместено към една страна.

Ако това доказателство не ви удовлетворява, тогава можете да помислите за изкуствен пример, когато балансът се осигурява от устройство, върху което молекулите на всеки газ се удрят от двете страни. Да предположим, че през буталото преминава къс прът, в краищата на който е поставена топка. Прътът може да се движи през буталото без триене. Молекули от един и същи вид удрят всяка от топките от всички страни. Нека масата на нашето устройство е , а масите на газовите молекули, както преди, са равни на и . В резултат на сблъсъци с молекули от първи вид кинетичната енергия на тяло с маса е равна на средната стойност (вече го доказахме). По същия начин сблъсъци с молекули от втора класа карат тялото да има кинетична енергия, равна на средната стойност. Ако газовете са в топлинно равновесие, тогава кинетичните енергии на двете топки трябва да са равни. Така доказаният резултат за случая на смес от газове може веднага да се обобщи за случая на два различни газа при една и съща температура.

Така че, ако два газа имат еднаква температура, тогава средните кинетични енергии на молекулите на тези газове в системата на центъра на масата са равни.

Средната кинетична енергия на молекулите е свойство само на "температура". И като свойство на "температура", а не на газ, може да служи като определение за температура. Средната кинетична енергия на една молекула следователно е някаква функция на температурата. Но кой ще ни каже по каква скала да броим температурата? Можем сами да определим температурната скала, така че средната енергия да е пропорционална на температурата. Най-добрият начин да направите това е да наречете самата средна енергия „температура“. Това би било най-простата функция, но, за съжаление, тази скала вече е избрана по различен начин и вместо да наричаме енергията на молекулата просто "температура", се използва постоянен фактор, който свързва средната енергия на молекулата и степента на абсолютна температура или градус Келвин. Този множител е джаули на градус Келвин. Така, ако абсолютната температура на газа е , тогава средната кинетична енергия на молекулата е (факторът е въведен само за удобство, поради което факторите в други формули ще изчезнат).

Имайте предвид, че кинетичната енергия, свързана с компонента на движение във всяка посока, е само . Три независими посоки на движение го довеждат до .

« Физика - 10 клас"

абсолютна температура.

Вместо температура Θ, изразена в енергийни единици, въвеждаме температура, изразена в познатите ни градуси.

Θ = kТ, (9.12)

където k е коефициентът на пропорционалност.

> Температурата, определена от уравнение (9.12), се нарича абсолютен.

Такова име, както ще видим сега, има достатъчно основания. Като вземем предвид дефиницията (9.12), получаваме

Тази формула въвежда температурна скала (в градуси), която не зависи от веществото, използвано за измерване на температурата.

Температурата, определена с формула (9.13), очевидно не може да бъде отрицателна, тъй като всички количества от лявата страна на тази формула са очевидно положителни. Следователно най-малката възможна стойност на температурата T е T = 0, ако налягането p или обемът V са нула.

Граничната температура, при която налягането на идеален газ изчезва при фиксиран обем или при която обемът на идеален газ клони към нула при постоянно налягане, се нарича абсолютна нулева температура.

Това е най-ниската температура в природата, онази „най-голяма или последна степен на студ“, чието съществуване предсказа Ломоносов.

Английският учен У. Томсън (лорд Келвин) (1824-1907) въвежда абсолютната температурна скала. Нулева температура по абсолютна скала (наричана още Скала на Келвин) съответства на абсолютната нула и всяка единица температура в тази скала е равна на градус Целзий.

Единицата SI за абсолютна температура се нарича келвин(обозначава се с буквата К).

Константа на Болцман.

Ние дефинираме коефициента k във формула (9.13), така че промяна на температурата с един келвин (1 K) е равна на промяна на температурата с един градус по Целзий (1 °C).

Знаем стойностите на Θ при 0 °С и 100 °С (виж формули (9.9) и (9.11)). Нека означим абсолютната температура при 0 °C през T 1 и при 100 °C през T 2. Тогава съгласно формула (9.12)

Θ 100 - Θ 0 \u003d k (T 2 -T 1),

Θ 100 - Θ 0 \u003d k 100 K \u003d (5,14 - 3,76) 10 -21 J.

Коефициент

k = 1,38 · 10 -23 J/K (9,14)

Наречен Константа на Болцманв чест на Л. Болцман, един от основателите на молекулярно-кинетичната теория на газовете.

Константата на Болцман свързва температурата Θ в енергийни единици с температурата T в келвини.

Това е една от най-важните константи в молекулярно-кинетичната теория.

Познавайки константата на Болцман, можете да намерите стойността на абсолютната нула по скалата на Целзий. За да направим това, първо намираме стойността на абсолютната температура, съответстваща на 0 °C. Тъй като при 0 ° C kT 1 \u003d 3,76 10 -21 J, тогава

Един келвин и един градус по Целзий са еднакви. Следователно всяка стойност на абсолютната температура T ще бъде с 273 градуса по-висока от съответната температура t в Целзий:

T (K) = (f + 273) (°C). (9.15)

Изменението на абсолютната температура ΔТ е равно на изменението на температурата по скалата на Целзий Δt: ΔТ(К) = Δt (°С).

Фигура 9.5 показва абсолютната скала и скалата на Целзий за сравнение. Абсолютната нула съответства на температурата t = -273 °C.

САЩ използват скалата на Фаренхайт. Точката на замръзване на водата по тази скала е 32 ° F, а точката на кипене е 212 ° E. Температурата се преобразува от Фаренхайт в Целзий по формулата t(°C) = 5/9 (t(°F) - 32 ).

Обърнете внимание на най-важния факт: абсолютната нулева температура е недостижима!

Температурата е мярка за средната кинетична енергия на молекулите.

От основното уравнение на молекулярно-кинетичната теория (9.8) и определението за температура (9.13) следва най-важното следствие:
абсолютната температура е мярка за средната кинетична енергия на движението на молекулите.

Нека го докажем.

Уравнения (9.7) и (9.13) предполагат, че Това предполага връзката между средната кинетична енергия на транслационното движение на молекулата и температурата:

Средната кинетична енергия на хаотичното транслационно движение на газовите молекули е пропорционална на абсолютната температура.

Колкото по-висока е температурата, толкова по-бързо се движат молекулите. Така изложеното по-рано предположение за връзката между температурата и средната скорост на молекулите получи надеждно оправдание. За идеалните газове е установена връзката (9.16) между температурата и средната кинетична енергия на постъпателното движение на молекулите.

Оказва се обаче, че е вярно за всички вещества, в които движението на атомите или молекулите се подчинява на законите на Нютоновата механика. Това е вярно както за течности, така и за твърди тела, където атомите могат да вибрират само около равновесните позиции във възлите на кристалната решетка.

Когато температурата достигне абсолютната нула, енергията на топлинното движение на молекулите се доближава до нула, т.е. постъпателното топлинно движение на молекулите спира.

Зависимостта на налягането на газа от концентрацията на неговите молекули и температурата. Като се има предвид, че от формула (9.13) получаваме израз, показващ зависимостта на налягането на газа от концентрацията на молекулите и температурата:

От формула (9.17) следва, че при еднакви налягания и температури концентрацията на молекулите във всички газове е еднаква.

От тук следва законът на Авогадро, познат ви от курса по химия.

Закон на Авогадро:

Еднакви обеми газове при еднакви температури и налягания съдържат еднакъв брой молекули.

От опит се знае, че ако две тела, горещо и студено, се докоснат, след известно време техните температури се изравняват.

Какво е преминало от едно тяло в друго? Преди това, по времето на Ломоносов и Лавоазие, се смяташе, че определена течност е носител на топлина - калорични. Всъщност нищо не се прехвърля, променя се само средната кинетична енергия - енергията на движението на молекулите, които изграждат тези тела. Това е средната кинетична енергия на атомите и молекулите, която служи като характеристика на система в състояние на равновесие.

Това свойство позволява да се определи параметърът на състоянието, изравняващ се за всички тела в контакт помежду си, като стойност, пропорционална на средната кинетична енергия на частиците в съда. За да свърже енергията с температурата, Болцман въвежда коефициента на пропорционалност к, който по-късно е кръстен на него:

Формула (1.3.2) е приложима за изчисляване на средната кинетична енергия на една молекулаидеален газ.

Можеш да пишеш: .

Означават: R=kN A– универсална газова константа ,

е формулата за моларна маса на газа.

Тъй като температурата се определя от средната енергия на молекулярното движение, тя, подобно на налягането, е статистическиколичество, т.е. параметър, който се проявява в резултат на комбинираното действие на огромен брой молекули. Следователно те не казват: "температурата на една молекула", трябва да кажете: "енергията на една молекула, а температурата на газа."

По отношение на горната температура, може да се напише различно. Тъй като от (1.2.3) , където . Оттук

,

(1.3.4)

В тази форма основно уравнение на молекулярно-кинетична теориясе използва по-често.

Термометри. Температурни единици

Най-естествено би било да използваме определението , т.е. измерване на кинетичната енергия на постъпателното движение на газовите молекули. Въпреки това е изключително трудно да се проследи молекула на газ и още по-трудно атом. Следователно, за да се определи температурата на идеален газ, се използва уравнението

Както виждаме, тя е пропорционална на температурата и тъй като височината на падането на живака е пропорционална на V, тогава е пропорционално на и T.

Важно е в газовия термометър да се използва идеален газ. Ако вместо идеален газ в тръбата се постави определено количество течен живак, тогава ще получим обикновен живачен термометър. Въпреки че живакът далеч не е идеален газ, близо до стайна температура обемът му се променя почти пропорционално на температурата. Термометрите, които използват друго вещество вместо идеален газ, трябва да бъдат калибрирани спрямо показанията на точни газови термометри.

	Ориз. 1.4		Ориз. 1.5

Във физиката и техниката Абсолютната температурна скала е скалата на Келвин. , кръстен на известния английски физик лорд Келвин. 1 K е една от основните единици в SI.

Освен това се използват други скали:

- Скала на Фаренхайт (немски физик 1724 г.) - точка на топене на леда 32 °F, точка на кипене на водата 212 °F.

- Скала по Целзий (шведски физик 1842 г.) - точка на топене на леда 0°C, точка на кипене на водата 100°C.

0 °C = 273,15 К.

На фиг. 1.5 сравнява различни температурни скали.

От винаги, тогава Не могабъдете отрицателни.

Особеността на температурата се състои в това, че тя не добавка (добавка - получена чрез добавяне).

Ако мислено разделите тялото на части, тогава температурата на цялото тяло не е равна на сумата от температурите на неговите части (дължина, обем, маса, съпротивление и т.н. - адитивни количества). Следователно температурата не може да бъде измерена чрез сравняване със стандарта.

Съвременната термометрия се основава на скалата на идеалния газ, където налягането се използва като термометрична величина. Скалата на газовия термометър е абсолютна ( T = 0; Р = 0).

Тема: „Температура. абсолютна температура. Температурата е мярка за средната кинетична енергия на молекулите. Измерване на скоростите на газовите молекули»

Макроскопични параметри

Величините, характеризиращи състоянието на макроскопичните тела, без да се отчита тяхната молекулна структура (V, p, t), се наричат ​​макроскопични параметри.

ТЕМПЕРАТУРА

температура- величина, характеризираща състоянието на топлинно равновесие.

Измерване на температурата

Необходимо е тялото да се приведе в топлинен контакт с термометъра;

Термометърът трябва да има маса, значително по-малка от масата на тялото;

Термометърът трябва да се отчете след достигане на термично равновесие.

топлинно равновесиенаричат ​​такова състояние на телата, при което всички макроскопични параметри остават непроменени за произволно дълго време

ФИЗИЧЕСКО ЗНАЧЕНИЕ НА ТЕМПЕРАТУРАТА

температуранаричаме скаларно количество, характеризиращо интензитета на топлинното движение на молекулите на изолирана система при условия на термично равновесие, пропорционална на средната кинетична енергия на постъпателното движение на молекулите.

Разрешаване на проблем

• Намерете броя на молекулите в 1 kg газ, чиято средноквадратична скорост при абсолютна температура T е равна на v = √v2.
• Намерете колко пъти средната квадратична скорост на прашинка с тегло 1,75 ⋅ 10-12 kg, суспендирана във въздуха, е по-малка от средноквадратичната скорост на молекулите на въздуха.
• Определете средната кинетична енергия и концентрация на молекули на едноатомен газ при температура 290 K и налягане 0,8 MPa.

Разрешаване на проблем

• Когато устройството на Stern се върти с честота 45 s -1, средното изместване на сребърната лента поради въртене е 1,12 см. Радиусите на вътрешния и външния цилиндър са съответно 1,2 и 16 см. Намерете средната квадратична скорост на сребърни атоми от експерименталните данни и ги сравнете с теоретична стойност, ако температурата на нишката на платинената нишка е 1500 K.

Домашна работа

• Параграфи: 60-61

Основно уравнение на MKT. Температурата като мярка за средната кинетична енергия на произволното движение на молекулите.

Защо газът оказва налягане? Газовите молекули непрекъснато произволно се движат, сблъскват се със стените на съда и им предават своя импулс p=m v Налягането е общият импулс, предаван от молекули от 1 кв. m стена за 1s.

Топлинно равновесие - това е такова състояние на система от тела в топлинен контакт, при което няма пренос на топлина от едно тяло към друго и всички макроскопични параметри на телата остават непроменени. Температурата е физически параметър един и същза всички тела в топлинно равновесие. Възможността за въвеждане на понятието температура произтича от опита и се нарича нулев закон на термодинамиката. В система от тела в състояние на термодинамично равновесие обемите и наляганията могат да бъдат различни, но температурите са задължително еднакви. По този начин температурата характеризира състоянието на термодинамично равновесие на изолирана система от тела.

температура T, налягане Ри обемV – макроскопични величинихарактеризиращ състоянието на огромен брой молекули, т.е. газово състояние като цяло Газови термометри. За да калибрирате газов термометър с постоянен обем, можете да измерите налягането при две температури (например 0 °C и 100 °C), да начертаете точките p 0 и p 100 на графика и след това да начертаете права линия между тях. С помощта на така получената калибровъчна крива могат да се определят температурите, съответстващи на други налягания.

Чрез екстраполиране на графиката в областта на ниското налягане е възможно да се определи някаква "хипотетична" температура, при което налягането на газа ще бъде нула.Опитът показва, че тази температура е -273,15 ° C и не зависи от свойствата на газа. Английският физик У. Келвин (Томсън) през 1848 г. предлага да се използва точката на нулево налягане на газа за изграждане на нова температурна скала (скалата на Келвин). В тази скала температурната единица е същата като в скалата на Целзий, но нулевата точка е изместена:T= t +273.15. Идеален газ е газ, състоящ се от изчезващо малки сферични молекули, които взаимодействат помежду си и със стените само по време на еластични сблъсъци. Идеален газ (модел) 1. Набор от голям брой молекули с маса m0, като размерите на молекулите се пренебрегват (молекулите се приемат като материални точки) 2. Молекулите са на големи разстояния една от друга и се движат произволно . 3. Молекулите си взаимодействат по законите на еластичните сблъсъци, като силите на привличане между молекулите се пренебрегват. 4. Скоростите на молекулите варират, но при определена температура средната скорост на молекулите остава постоянна. Реален газ 1. Молекулите на реалния газ не са точкови образувания, диаметрите на молекулите са само десет пъти по-малки от разстоянията между молекулите. 2. Молекулите не взаимодействат по законите на еластичните сблъсъци