9.1.6. scală temperatură termodinamică.
Teorema lui Nernst - a treia lege a termodinamicii
Temperatura se referă la organele de stat intensive parametri termodinamic. Determinarea se realizează prin proprietățile sale extinse ale corpului, de exemplu, printr-o modificare a volumului de fluid în termometru gospodărie. Pentru astfel de termometre pot fi realizate uniform cu scală de temperatură ridicată, care pot fi luate aceleași valori de temperatură doar două puncte de sprijin. Pentru toate celelalte valori ale temperaturii diferitelor termometre vor da valori diferite.
De exemplu, să ia două lichide termometru lichid cu proprietăți diferite pentru a le (ris.9.12). Columnar cilindrice aceste termometre pot atinge aceleași niveluri la t0 temperatură prin umplere la această temperatură, prin urmare, este posibil să se aleagă diametrul cilindrului, astfel încât t1 temperatură atunci când nivelurile lor au fost, de asemenea, identice. Cu toate acestea, în buteliile la altele decât t0 temperaturi și niveluri de fluid t1 nu va fi la fel din cauza diferitelor modificări ale volumului de lichide cu diferite proprietăți termodinamice.
Dependența de temperatură a scalei asupra proprietăților substanței utilizate în termometru, ceea ce explică varietatea scale: celsius Reamur, Fahrenheit etc. Toate acestea fac dificil de utilizat în declarațiile lor de a efectua calcule și compararea parametrilor termodinamici ai diferitelor substanțe.
Teorema lui Carnot permite să se demonstreze scara termodinamică de temperatură absolută, care nu depinde de proprietățile materialului.
Principiul construcției unei astfel de scală se bazează pe crearea unui lanț daisy de cicluri Carnot, fiecare dintre care utilizează q2 ciclul anterior ca q1 pentru ciclul următor (ris.9.13). De exemplu, într-un ciclu de funcționare 1234 este efectuată lt. și q2 său termic alocat este folosit ca q1 buclă Rezumând căldură 4356 etc. Luând toate ciclurile de lucru egal lt = const, obținem modificările ecuația temperaturilor pentru fiecare ciclu # 916; T = const, deoarece acestea sunt toate realizate în aceleași intervale de schimbare entropiei # 916; s = const.
Se pare că schimbarea de temperatură este proporțională cu activitatea ciclului Carnot.
Construit pe acest principiu este scara absolută a temperaturii, de exemplu, independent de proprietățile substanței, ca indicatori ai eficienței ciclului Carnot nu depinde de proprietățile fluidului de lucru. Acest termometru folosind orice substanță care a făcut aceeași lucrare, găsim aceeași modificare a temperaturii acestuia.
Sistemul Internațional de Unități ca unitate absolută - scala de temperatură termodinamică Kelvin adoptat (numit în onoarea lui Lord Kelvin Thomson, stabilit în 1848 absolută scala de temperatură termodinamică).
Kelvin - măsurarea temperaturii unității conform scalei termodinamic pentru care punctul triplu al apei corespunde valorii 273,16 K. Acest număr este selectat pe ordinea de un grad Celsius egal cu un grad Kelvin. Temperatura de topire a gheții sub presiune normală 0.01 0 C sub temperatura punctului triplu al apei, prin urmare, 0 0 C corespunde 273,15 K.
Cu toate acestea, practic punerea în aplicare a ciclului reversibil Carnot nu este posibil, cu toate acestea, în practică, pentru a măsura temperatura absolută a termometrului de gaz este utilizat, în care gazul este sub presiune redusă, și se supune ecuația lui Mendeleev-Clapeyron Pv = RT. La volumul de gaz constant în aceste termometre temperatura absolută este proporțională cu presiunea, care permite să se măsoare temperatura absolută a gazului prin presiunea T = Pv / R.
Dacă valoarea temperaturii sursei reci, 0 K pentru o eficiență reversibil ciclu Carnot este egal cu unitatea. În acest caz, întreaga căldură Rezumând sursa caldă trebuie să fie transformat în muncă. În cazul temperaturii sursei rece este mai mică de 0 K ciclu Carnot ar fi fost obținut mai mult de lucru decât este alimentat cu energie termică, contrar primei legi a termodinamicii. Astfel, sa ajuns la concluzia că organismele nu pot exista, la o temperatură mai mică de 0 ° C
Folosind a treia lege a termodinamicii, este posibil să se demonstreze că temperatura absolută de zero imposibil de atins. Pe această bază a treia lege a termodinamicii poate afirma astfel: nici un fel imposibil să se răcească corpul la o temperatură de zero absolut, adică imposibil de atins temperatura absolută zero. A treia lege a termodinamicii formulare apropiată de cea dată de Nernst, așa că a numit teorema lui Nernst.
Aprobarea imposibil de găsit absolut de temperatură zero nu este conectat cu a doua lege a termodinamicii. numai rezultă din această declarație că eficiența ciclului Carnot este întotdeauna mai mică decât unitatea.