Поки ми не мали справи з температурою; ми свідомо уникали розмов на цю тему. Ми знаємо, що якщо стискати газ, енергія молекул зростає, і ми зазвичай говоримо, що газ при цьому нагрівається. Тепер треба зрозуміти, яке це стосується температурі. Нам відомо, що таке адіабатичний стиск, а як поставити досвід, щоб можна було сказати, що він був проведений за постійної температури? Якщо взяти дві однакові ящики з газом, приставити їх один до одного і потримати так досить довго, то навіть якщо спочатку ці ящики мали те, що ми назвали різною температурою, то врешті-решт їх стануть однаковими. Що це означає? Тільки те, що ящики досягли того стану, якого вони зрештою досягли, якби їх надовго надали самим собі! Стан, у якому температури двох тіл рівні - це якраз той остаточний стан, якого досягають після тривалого зіткнення один з одним.

Давайте подивимося, що станеться, якщо ящик розділений на дві частини поршнем, що рухається, і кожне відділення заповнене різним газом, як це показано на фіг. 39.2 (для простоти припустимо, що є два одноатомні гази, скажімо, гелій і неон). У відділенні 1 атоми маси рухаються зі швидкістю , а одиниці обсягу їх налічується штук, у відділенні 2 ці числа відповідно рівні , і . За яких умов досягається рівновага?

Фіг. 39.2. Атоми двох різних одноатомних газів, розділених рухомим поршнем.

Зрозуміло, бомбардування зліва змушує поршень рухатися вправо і стискає газ у другому відділенні, потім те саме відбувається праворуч і поршень ходить так туди й сюди, поки тиск з обох сторін не зрівняється, і тоді поршень зупиниться. Ми можемо влаштувати так, щоб тиск з обох сторін був однаковим, для цього потрібно, щоб внутрішні енергії, що припадають на одиничний об'єм, були однаковими або щоб добуток числа частинок в одиниці об'єму на середню кінетичну енергію був однаковим в обох відділеннях. Зараз ми спробуємо довести, що при рівновазі повинні бути однакові окремі співмножники. Поки що ми знаємо лише, що рівні між собою добутки чисел частинок у поодиноких обсягах на середні кінетичні енергії

;

це випливає з умови рівності тиску та (39.8). Нам належить встановити, що в міру поступового наближення до рівноваги, коли температури газів порівнюються, виконується не тільки ця умова, а відбувається ще дещо.

Щоб було ясніше, припустимо, що потрібний тиск зліва в ящику досягається за рахунок дуже великої густини, але малих швидкостей. При великих і малих можна отримати той самий тиск, що і при малих і великих. Атоми, якщо вони щільно упаковані, можуть рухатися повільно, або атомів може бути зовсім небагато, але вони ударяють про поршень з більшою силою. Чи встановиться рівновага назавжди? Спочатку здається, що поршень нікуди не зрушить і так буде завжди, але якщо продумати все ще раз, то стане ясно, що ми пропустили одну дуже важливу річ. Справа в тому, що тиск на поршень зовсім не рівномірний, поршень-то розгойдується так само, як барабанна перетинка, про яку ми говорили на початку глави, адже кожен новий удар не схожий на попередній. Виходить не постійний рівномірний тиск, а скоріше щось на зразок барабанного дробу - тиск безперервно змінюється, і наш поршень як би постійно тремтить. Припустимо, що атоми правого відділення ударяють про поршень більш менш рівномірно, а зліва атомів менше, і удари їх рідкісні, але дуже енергійні. Тоді поршень постійно отримуватиме дуже сильний імпульс ліворуч і відходитиме праворуч, у бік повільніших атомів, причому швидкість цих атомів зростатиме. (При зіткненні з поршнем кожен атом набуває або втрачає енергію залежно від того, в яку сторону рухається поршень у момент зіткнення.) Після кількох зіткнень поршень хитнеться, потім ще, ще й ще..., газ у правому відділенні буде час від часу струшуватись, а це призведе до збільшення енергії його атомів, і рух їх пришвидшиться. Так буде продовжуватися доти, доки не врівноважаться гойдання поршня. А рівновага встановиться тоді, коли швидкість поршня стане такою, що він відбиратиме у атомів енергію так само швидко, як і віддаватиме. Отже, поршень рухається з якоюсь середньою швидкістю, і ми маємо знайти її. Якщо нам це вдасться, ми підійдемо до вирішення задачі ближче, тому що атоми повинні підігнати свої швидкості так, щоб кожен газ отримував через поршень стільки енергії, скільки втрачає.

Дуже важко розрахувати рух поршня у всіх деталях; хоча все це дуже легко зрозуміти, виявляється, що проаналізувати це трохи важче. Перш ніж приступити до такого аналізу, вирішимо інше завдання: нехай ящик заповнений молекулами двох сортів з масами і, швидкостями і т. д.; тепер молекули зможуть познайомитись ближче. Якщо спочатку всі молекули №2 спочивають, то довго це продовжуватися не може, тому що про них ударятимуть молекули №1 і повідомлятимуть їм якусь швидкість. Якщо молекули №2 можуть рухатися значно швидше, ніж молекули №1, то все одно рано чи пізно їм доведеться віддати частину своєї енергії повільнішим молекулам. Таким чином, якщо ящик заповнений сумішшю двох газів, проблема полягає у визначенні відносної швидкості молекул обох сортів.

Це теж дуже важке завдання, але ми таки вирішимо його. Спочатку нам доведеться вирішити «підзавдання» (знову це один із тих випадків, коли, незалежно від того, як вирішується завдання, остаточний результат запам'ятовується легко, а висновок вимагає великого мистецтва). Припустимо, що маємо дві зіштовхуються молекули, які мають різними масами; щоб уникнути ускладнень, ми спостерігаємо за зіткненням із системи їхнього центру мас (ц. м.), звідки легше встежити за ударом молекул. За законами зіткнень, виведеними із законів збереження імпульсу та енергії, після зіткнення молекули можуть рухатися тільки так, що кожна зберігає величину своєї початкової швидкості, і змінити вони можуть лише напрямок руху. Типове зіткнення виглядає так, як його зобразили на фіг. 39.3. Припустимо на хвилинку, що ми спостерігаємо зіткнення, системи центру мас яких спочивають. Крім того, треба припустити, що всі молекули рухаються горизонтально. Звичайно, після першого ж зіткнення частина молекул рухатиметься вже під якимось кутом до вихідного напрямку. Інакше кажучи, якщо спочатку всі молекули рухалися горизонтально, то через деякий час ми виявимо молекули, що вже вертикально рухаються. Після ряду інших зіткнень вони знову змінять напрямок і повернуться ще на якийсь кут. Таким чином, якщо комусь і вдасться спочатку навести порядок серед молекул, то все одно вони дуже скоро розбредуться по різних напрямках і з кожним разом все більше розпилюватимуться. До чого ж це врешті-решт призведе? Відповідь: Будь-яка пара молекул рухатиметься в довільно вибраному напрямку так само охоче, як і в будь-якому іншому. Після цього подальші зіткнення вже не зможуть змінити розподіл молекул.

Фіг. 39. 3. Зіткнення двох неоднакових молекул, якщо дивитися із системи центру мас.

Що мають на увазі, коли говорять про рівноймовірний рух у будь-якому напрямку? Звичайно, не можна говорити про ймовірність руху вздовж заданої прямої - пряма занадто тонка, щоб до неї можна було відносити ймовірність, а слід взяти одиницю чогось. Ідея полягає в тому, що через задану ділянку сфери з центром у точці зіткнення проходить стільки ж молекул, скільки через будь-яку іншу ділянку сфери. В результаті зіткнень молекули розподіляються за напрямками так, що будь-яким двом рівним за площею ділянкам сфери відповідатимуть рівні ймовірності (тобто однакова кількість молекул, що пройшли через ці ділянки).

Між іншим, якщо ми порівнюватимемо початковий напрям і напрям, що утворює з ним якийсь кут , то цікаво, що елементарна площа на сфері одиничного радіусу дорівнює твору на , або, що те ж саме, на диференціал . Це означає, що косинус кута між двома напрямками з рівною ймовірністю набуває будь-якого значення між і .

Тепер нам треба згадати, що є насправді; адже ми не маємо зіткнень у системі центру мас, а стикаються два атоми з довільними векторними швидкостями і . Що відбувається з ними? Ми зробимо так: знову перейдемо до системи центру мас, тільки тепер вона рухається із «усередненою по масам» швидкістю. Якщо стежити за зіткненням із системи центру мас, воно буде виглядати так, як це зображено на фіг. 39.3, тільки треба подумати про відносну швидкість зіткнення. Відносна швидкість дорівнює. Справа, отже, відбувається так: рухається система центру мас, а в системі центру мас молекули зближуються з відносною швидкістю ; зіткнувшись, вони рухаються за новими напрямками. Поки все це відбувається, центр мас постійно рухається з тією ж швидкістю без змін.

Ну і що ж вийде зрештою? З попередніх міркувань робимо такий висновок: при рівновазі всі напрямки рівноймовірні щодо напряму руху центру мас. Це означає, що зрештою не буде жодної кореляції між напрямом відносної швидкості та рухом центру мас. Якби навіть така кореляція існувала спочатку, то зіткнення її зруйнували б і вона зрештою зникла б повністю. Тому середнє значення косинуса кута між і дорівнює нулю. Це означає що

Скалярний твір легко виразити через :

Займемося спочатку; чому одно середнє? Інакше кажучи, чому дорівнює середнє проекції швидкості однієї молекули на напрямок швидкості іншої молекули? Зрозуміло, що ймовірність руху молекули як в один бік, так і в протилежний однакові. Середнє значення швидкості у будь-якому напрямку дорівнює нулю. Тому й у напрямку середнє значення також дорівнює нулю. Отже, середнє значення дорівнює нулю! Отже, ми дійшли висновку, що середнє має бути рівним . Це означає, що середні кінетичні енергії обох молекул мають бути рівними:

. (39.21)

Якщо газ складається з атомів двох сортів, то можна показати (і ми навіть вважаємо, що нам удалося це зробити), що середні кінетичні енергії атомів кожного сорту рівні, коли газ перебуває у стані рівноваги. Це означає, що важкі атоми рухаються повільніше, ніж легені; це легко перевірити, поставивши експеримент із «атомами» різних мас у повітряному жолобі.

Тепер зробимо наступний крок і покажемо, що якщо в ящику є два гази, розділені перегородкою, то в міру досягнення рівноваги середні кінетичні енергії атомів різних газів будуть однакові, хоча атоми і поміщені в різні ящики. Міркування можна побудувати по-різному. Наприклад, можна уявити, що в перегородці зроблена маленька дірочка (фіг. 39.4), так що молекули одного газу проходять крізь неї, а молекули другого занадто великі і не пролазять. Коли встановиться рівновага, то у тому відділенні, де знаходиться суміш газів, середні кінетичні енергії молекул кожного сорту зрівняються. Але в числі прониклих крізь дірочку молекул є й такі, які не втратили при цьому енергії, тому середня кінетична енергія молекул чистого газу повинна дорівнювати середній кінетичній енергії молекул суміші. Це не дуже задовільний доказ, бо могло й не бути такої дірочки, крізь яку пройдуть молекули одного газу і не зможуть пройти молекули іншого.

Фіг. 39.4. Два гази в ящику, розділеному напівпроникною перегородкою.

Повернімося до завдання про поршні. Можна показати, що кінетична енергія поршня теж повинна дорівнювати . Фактично кінетична енергія поршня пов'язана лише з його горизонтальним рухом. Нехтуючи можливим рухом поршня вгору та вниз, ми знайдемо, що горизонтальному руху відповідає кінетична енергія. Але так само, виходячи з рівноваги на іншій стороні, можна показати, що кінетична енергія поршня повинна дорівнювати . Хоча ми повторюємо попереднє міркування, виникають деякі додаткові труднощі у зв'язку з тим, що в результаті зіткнень середні кінетичні енергії поршня та молекули газу порівнюються, тому що поршень знаходиться не всередині газу, а зміщений в один бік.

Якщо вас не задовольнить і цей доказ, то можна придумати штучний приклад, коли рівновага забезпечується пристроєм, яким молекули кожного газу б'ють з обох сторін. Припустимо, що крізь поршень проходить короткий стрижень, на кінцях якого насаджено по кулі. Стрижень може рухатися крізь поршень без тертя. По кожній із куль з усіх боків б'ють молекули одного сорту. Нехай маса нашого пристрою дорівнює , а маси молекул газу, як і раніше, дорівнюють і . Внаслідок зіткнень з молекулами першого сорту кінетична енергія тіла маси дорівнює середньому значенню (ми вже довели це). Так само, зіткнення з молекулами другого сорту змушують тіло мати кінетичну енергію, що дорівнює середньому значенню . Якщо гази знаходяться в тепловій рівновазі, то кінетичні енергії обох куль мають бути рівними. Таким чином, результат, доведений для випадку суміші газів, можна негайно узагальнити у разі двох різних газів при однаковій температурі.

Отже, якщо два газу мають однакову температуру, середні кінетичні енергії молекул цих газів у системі центру мас рівні.

Середня кінетична енергія молекул – це властивість лише «температури». А як властивість «температури», а не газу, вона може бути визначенням температури. Середня кінетична енергія молекули, таким чином, є певною функцією температури. Але хто нам підкаже, за якою шкалою відраховувати температуру? Ми можемо визначити шкалу температури так, що середня енергія буде пропорційна температурі. Найкраще для цього назвати «температурою» саму середню енергію. Це була б найпростіша функція, але, на жаль, цю шкалу вже вибрали інакше і замість того, щоб назвати енергію молекули просто «температурою», використовують постійний множник, що пов'язує середню енергію молекули та градус абсолютної температури, або градус Кельвіна. Цей множник: дж на кожний градус Кельвіна. Таким чином, якщо абсолютна температура газу дорівнює, то середня кінетична енергія молекули дорівнює (множник введений тільки для зручності, завдяки чому зникнуть множники в інших формулах).

Зауважимо, що кінетична енергія, пов'язана із складовою руху в будь-якому напрямку, дорівнює лише . Три незалежні напрями руху доводять її до .

« Фізика – 10 клас»

Абсолютна температура.

Замість температури Θ, що виражається в енергетичних одиницях, введемо температуру, що виражається у звичних нам градусах.

Θ = kТ, (9.12)

де k – коефіцієнт пропорційності.

>Определяемая рівністю (9.12) температура називається абсолютної.

Така назва, як ми зараз побачимо, має достатні підстави. Враховуючи визначення (9.12), отримаємо

За цією формулою вводиться температурна шкала (у градусах), яка не залежить від речовини, яка використовується для вимірювання температури.

Температура, яка визначається формулою (9.13), очевидно, не може бути негативною, оскільки всі величини, що стоять у лівій частині цієї формули, явно позитивні. Отже, найменшим можливим значенням температури Т є значення Т = 0, якщо тиск р або об'єм V дорівнюють нулю.

Граничну температуру, при якій тиск ідеального газу обертається в нуль при фіксованому обсязі або при якій обсяг ідеального газу прагне нуля при незмінному тиску, називають абсолютним нулем температури.

Це найнижча температура в природі, та «найбільший чи останній ступінь холоду», існування якої передбачав Ломоносов.

Англійський вчений У. Томсон (лорд Кельвін) (1824-1907) запровадив абсолютну шкалу температур. Нульова температура за абсолютною шкалою (її називають також шкалою Кельвіна) відповідає абсолютному нулю, а кожна одиниця температури за цією шкалою дорівнює градусу за шкалою Цельсія.

Одиниця абсолютної температури в СІ називається кельвіном(позначається літерою К).

Постійна Больцмана.

Визначимо коефіцієнт k у формулі (9.13) так, щоб зміна температури на один кельвін (1 К) дорівнювала зміні температури на один градус за шкалою Цельсія (1 °С).

Ми знаємо значення величини Θ при 0 ° С та 100 ° С (див. формули (9.9) та (9.11)). Позначимо абсолютну температуру при 0 ° С через Т 1 а при 100 ° С через Т 2 . Тоді згідно з формулою (9.12)

Θ 100 - Θ 0 = k(T 2 -T 1),

Θ 100 - Θ 0 = k 100 K = (5,14 - 3,76) 10 -21 Дж.

Коефіцієнт

k = 1,38 10 -23 Дж/К (9.14)

називається постійної Больцманана честь Л. Больцмана, одного із засновників молекулярно-кінетичної теорії газів.

Постійна Больцмана пов'язує температуру в енергетичних одиницях з температурою Т в кельвінах.

Це одна з найважливіших постійних у молекулярно-кінетичній теорії.

Знаючи постійну Больцмана, можна визначити значення абсолютного нуля за шкалою Цельсія. Для цього спочатку знайдемо значення абсолютної температури, що відповідає 0 °С. Оскільки при 0 °С kT 1 = 3,76 10 -21 Дж, то

Один кельвін та один градус шкали Цельсія збігаються. Тому будь-яке значення абсолютної температури Т буде на 273 градуси вище відповідної температури t за Цельсієм:

Т(К) = (f + 273) (°С). (9.15)

Зміна абсолютної температури ΔТ дорівнює зміні температури за шкалою Цельсія Δt: ΔТ(К) = Δt (°С).

На малюнку 9.5 для порівняння зображені абсолютна шкала та шкала Цельсія. Абсолютному нулю відповідає температура t = -273 °С.

У США використається шкала Фаренгейта. Точка замерзання води за цією шкалою 32 °F, а точка кипіння 212 °Е Перерахунок температури зі шкали Фаренгейта в шкалу Цельсія проводиться за формулою t(°C) = 5/9 (t(°F) - 32).

Відзначимо найважливіший факт: абсолютний нуль температури недосяжний!

Температура – ​​міра середньої кінетичної енергії молекул.

З основного рівняння молекулярно-кінетичної теорії (9.8) та визначення температури (9.13) випливає найважливіший наслідок:
абсолютна температура є мірою середньої кінетичної енергії руху молекул.

Доведемо це.

З рівнянь (9.7) та (9.13) випливає, що Звідси випливає зв'язок між середньою кінетичною енергією поступального руху молекули та температурою:

Середня кінетична енергія хаотичного поступального руху молекул газу пропорційна до абсолютної температури.

Що температура, то швидше рухаються молекули. Таким чином, висунута раніше здогад про зв'язок температури із середньою швидкістю молекул отримала надійне обґрунтування. Співвідношення (9.16) між температурою та середньою кінетичною енергією поступального руху молекул встановлено для ідеальних газів.

Однак воно виявляється справедливим для будь-яких речовин, у яких рух атомів чи молекул підпорядковується законам механіки Ньютона. Воно правильне для рідин і для твердих тіл, де атоми можуть лише коливатися біля положень рівноваги у вузлах кристалічної решітки.

При наближенні температури до абсолютного нуля енергія теплового руху молекул наближається до нуля, тобто припиняється поступальний тепловий рух молекул.

Залежність тиску газу від концентрації його молекул та температури. Враховуючи, що з формули (9.13) отримаємо вираз, що показує залежність тиску газу від концентрації молекул та температури:

З формули (9.17) випливає, що при однакових тисках і температурах концентрація молекул у всіх газів та сама.

Звідси випливає закон Авогадро, відомий вам з курсу хімії.

Закон Авогадро:

У рівних обсягах газів за однакових температур і тисків міститься однакове число молекул.

З досвіду відомо, що й привести дотик два тіла, гаряче і холодне, через деякий час їх температури вирівнюються.

Що перейшло від одного тіла до іншого? Раніше, за часів Ломоносова та Лавуазьє, вважали, що носієм тепла є деяка рідина. теплород. Насправді – ніщо не переходить, лише змінюється середня кінетична енергія – енергія руху молекул, у тому числі складаються ці тіла. Саме середня кінетична енергія атомів і молекул є характеристикою системи у стані рівноваги.

Ця властивість дозволяє визначити параметр стану, що вирівнюється у всіх тіл, що контактують між собою, як величину, пропорційну до середньої кінетичної енергії частинок у посудині. Щоб зв'язати енергію з температурою, Больцман запровадив коефіцієнт пропорційності k, який згодом був названий його ім'ям:

Формула (1.3.2) застосовна для розрахунків середньої кінетичної енергії на одну молекулуідеальний газ.

Можна записати: .

Позначимо: R=kN A– універсальна газова постійна ,

– це формула для молярної маси газу.

Оскільки температура визначається середньою енергією руху молекул, вона, як і тиск, є статистичноївеличиною, тобто параметром, що у результаті сукупного впливу величезного числа молекул. Тому не кажуть: температура однієї молекули, треба сказати: енергія однієї молекули, але температура газу.

З урахуванням вищесказаного про температуру, можна записати інакше. Оскільки з (1.2.3) , де . Звідси

,

(1.3.4)

У такому вигляді основне рівняння молекулярно-кінетичної теоріївикористовується частіше.

Термометри. Одиниці вимірювання температури

Найбільш природно було б використовувати для вимірювання температури визначення , тобто. вимірювати кінетичну енергію поступального руху молекул газу Проте надзвичайно важко простежити за молекулою газу та ще складніше за атомом. Тому для визначення температури ідеального газу використовується рівняння

Як бачимо, пропорційний температурі, оскільки висота підйому ртутної краплі пропорційна V, то вона пропорційна і Т.

Істотно те, що у газовому термометрі необхідно використовувати ідеальний газ. Якщо ж у трубку замість ідеального газу помістити фіксовану кількість рідкої ртуті, ми отримаємо звичайний ртутний термометр. Хоча ртуть далеко не ідеальний газ, поблизу кімнатної температури її обсяг змінюється майже пропорційно температурі. Термометри, в яких замість ідеального газу використовуються інші речовини, доводиться калібрувати за показаннями точних газових термометрів.

	Рис. 1.4		Рис. 1.5

У фізиці та техніці за абсолютну шкалу температур прийнято шкалу Кельвіна , названа на честь знаменитого англійського фізика, лорда Кельвіна 1 К – одна з основних одиниць СІ.

Крім того, використовуються й інші шкали:

- шкала Фаренгейта (німецький фізик 1724) - точка танення льоду 32 °F, точка кипіння води 212 °F.

- шкала Цельсія (шведський фізик 1842) - точка танення льоду 0°С, точка кипіння води 100 °С.

0 ° С = 273,15 К.

На рис. 1.5 наведено порівняння різних температурних шкал.

Так як завжди, то і Т не можебути негативною величиною.

Своєрідність температури полягає в тому, що вона не адитивний (адитивний - одержуваний додаванням).

Якщо подумки розбити тіло на частини, то температура всього тіла не дорівнює сумі температур його частин (довжина, об'єм, маса, опір, і так далі – адитивні величини). Тому температуру не можна вимірювати, порівнюючи її з зразком.

Сучасна термометрія заснована на шкалі ідеального газу, де як термометричну величину використовують тиск. Шкала газового термометра є абсолютною ( Т = 0; Р = 0).

Тема: Температура. Абсолютна температура. Температура – ​​міра середньої кінетичної енергії молекул. Вимірювання швидкостей молекул газу»

Макроскопічні параметри

Величини, що характеризують стан макроскопічних тіл без урахування їхньої молекулярної будови (V, p, t), називають макроскопічними параметрами.

ТЕМПЕРАТУРА

Температура- Величина, що характеризує стан теплової рівноваги.

Вимірювання температури

Необхідно привести тіло до теплового контакту з термометром;

Термометр повинен мати масу значно меншу за масу тіла;

Показання термометра слід відраховувати після теплової рівноваги.

Тепловою рівновагоюназивають такий стан тіл, при якому всі макроскопічні параметри як завгодно довго залишаються незмінними

ФІЗИЧНИЙ ДУМКА ТЕМПЕРАТУРИ

Температуроюназивають скалярну величину, що характеризує інтенсивність теплового руху молекул ізольованої системи в умовах теплової рівноваги, пропорційну до середньої кінетичної енергії поступального руху молекул.

Розв'язання задач

• Знайти число молекул 1 кг газу, середня квадратична швидкість яких за абсолютної температури Т дорівнює v = √v2.
• Знайти, у скільки разів середня квадратична швидкість порошинки масою 1,75 ⋅ 10-12 кг, зваженої в повітрі, менша за середню квадратичну швидкість руху молекул повітря.
• Визначити середню кінетичну енергію та концентрацію молекул одноатомного газу при температурі 290 К та тиску 0,8 МПа.

Розв'язання задач

• При обертанні приладу Штерна з частотою 45 с -1 середнє зсув смужки срібла, обумовлене обертанням, становило 1,12 см. Радіуси внутрішнього і зовнішнього циліндрів відповідно дорівнюють 1,2 і 16 см. Знайти середню квадратичну швидкість атомів срібла з даних досвіду і порівняти її з теоретичним значенням, якщо температура розжарення платинової нитки дорівнює 1500 К.

Домашнє завдання

• Параграфи: 60-61

Основне рівняння МКТ. Температура як міра середньої кінетичної енергії хаотичного руху молекул.

Чому газ чинить тиск? Молекули газу безперервно хаотично рухаються, стикаються зі стінками судини та передають їм свій імпульс p=m v Тиск – сумарний імпульс, переданий молекулами 1 кв. м стінки за 1с.

Теплова рівновага – це стан системи тіл, що у тепловому контакті, у якому немає теплопередачі від тіла до іншого, і всі макроскопічні параметри тіл залишаються незмінними. Температура – ​​це фізичний параметр, однаковийдля всіх тіл, що перебувають у тепловій рівновазі. Можливість введення поняття температури випливає з досвіду і має назву нульового закону термодинаміки. У системі тіл, що перебуває у стані термодинамічної рівноваги, обсяги та тиски можуть бути різними, а температури обов'язково однакові. Таким чином температура характеризує стан термодинамічної рівноваги ізольованої системи тіл.

Температура Т, тиск рта обсягV – макроскопічні величини, що характеризують стан великої кількості молекул, тобто. стан газу загалом Газові термометри. Щоб проградуювати газовий термометр постійного об'єму, можна виміряти тиск при двох значеннях температури (наприклад, 0 °C та 100 °C), нанести точки p 0 та p 100 на графік, а потім провести між ними пряму лінію. Використовуючи отриманий у такий спосіб калібрувальний графік, можна визначати температури, що відповідають іншим значенням тиску.

Екстраполюючи графік в область низьких тисків, можна визначити деяку «гіпотетичну» температуру, за якої тиск газу став би рівним нулю.Досвід показує, що ця температура дорівнює -273,15 ° С і не залежить від властивостей газу. Англійський фізик У. Кельвін (Томсон) у 1848 р. запропонував використовувати точку нульового тиску газу для побудови нової температурної шкали (шкала Кельвіна). У цій шкалі одиниця вимірювання температури така сама, як і в шкалі Цельсія, але нульова точка зсунута:T = t +273.15. Ідеальний газ – газ, що складається з молекул-кульок, зникаюче малих розмірів, що взаємодіють між собою та зі стінками тільки під час пружних зіткнень. Ідеальний газ (модель) 1. Сукупність великої кількості молекул масою m0, розмірами молекул нехтують (приймають молекули за матеріальні точки) 2. Молекули перебувають у великих відстанях друг від друга і рухаються хаотично. 3. Молекули взаємодіють за законами пружних зіткнень, силами тяжіння між молекулами нехтують. 4. Швидкості молекул різноманітні, але за певної температури середня швидкість молекул залишається постійної. Реальний газ 1. Молекули реального газу є точковими утвореннями, діаметри молекул лише десятки разів менше відстаней між молекулами. 2. Молекули не взаємодіють за законами пружних зіткнень