Herhangi bir ölçüm bir referans noktası gerektirir. Sıcaklık bir istisna değildir. Fahrenheit ölçeği için, böyle bir sıfır işareti, suyun donma noktası olan Celsius ölçeği için sofra tuzu ile karıştırılmış karın sıcaklığıdır. Ancak özel bir sıcaklık referans noktası var - mutlak sıfır. Mutlak sıcaklık sıfır, sıfırın altında 273,15 santigrat dereceye, sıfırın altında 459,67 Fahrenheit'e karşılık gelir. Kelvin sıcaklık ölçeği için bu sıcaklığın kendisi sıfır işaretidir.

Mutlak sıfır sıcaklığın özü

kavram tamamen sıfır sıcaklığın özünden gelir. Herhangi bir cismin ısı transferi sırasında dış ortama verdiği enerji vardır. Bu durumda vücut ısısı düşer, yani. daha az enerji kalır. Teorik olarak, bu süreç, enerji miktarı, vücudun artık onu veremeyeceği kadar minimuma ulaşana kadar devam edebilir.
Böyle bir fikrin uzak bir habercisi M.V. Lomonosov'da zaten bulunabilir. Büyük Rus bilim adamı, ısıyı "döner" hareketle açıkladı. Bu nedenle, soğumanın sınırlayıcı derecesi, bu tür hareketin tamamen durmasıdır.Modern kavramlara göre, mutlak sıfır sıcaklık, moleküllerin mümkün olan en düşük enerji seviyesine sahip olduğu bir madde durumudur. Daha az enerjiyle, yani. daha düşük bir sıcaklıkta, hiçbir fiziksel beden var olamaz.

Teori ve pratik

Mutlak sıfır sıcaklık teorik bir kavramdır, pratikte, prensipte, en gelişmiş ekipmanlara sahip bilimsel laboratuvar koşullarında bile bunu başarmak imkansızdır. Ancak bilim adamları, maddeyi mutlak sıfıra yakın çok düşük sıcaklıklara soğutmayı başarırlar.Bu sıcaklıklarda, maddeler normal koşullarda sahip olamayacakları inanılmaz özellikler kazanırlar. Sıvıya yakın durumu nedeniyle "canlı gümüş" olarak adlandırılan cıva, bu sıcaklıkta çivi çakabilecek kadar katı hale gelir. Bazı metaller cam gibi kırılgan hale gelir. Kauçuk sert ve kırılgan hale gelir. Eğer mutlak sıfıra yakın bir sıcaklıkta lastik bir cisme çekiçle vurursanız cam gibi kırılır.Özelliklerdeki böyle bir değişiklik ısının doğasıyla da ilişkilidir. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa fiziksel beden, moleküller daha hızlı ve daha rastgele hareket eder. Sıcaklık düştükçe hareket daha az yoğun hale gelir ve yapı daha düzenli hale gelir. Böylece gaz sıvı hale gelir ve sıvı sağlam. Sınırlayıcı düzen seviyesi, kristal yapı. Çok düşük sıcaklıklarda, kauçuk gibi normal hallerinde amorf kalan maddeler bile bunu elde eder.Metallerde de ilginç olaylar meydana gelir. Kristal kafesin atomları daha küçük bir genlikle titreşir, elektronların saçılması azalır, bu nedenle, elektrik direnci. Metal, elde edilmesi zor olsa da, pratik uygulaması çok cazip görünen süper iletkenlik kazanır.

Sıcaklık, bir cismin ne kadar sıcak olduğunun nicel bir ölçüsüdür. Sıcaklık kavramı seride özel bir yer kaplar fiziksel özellikler sistemin durumunu tanımlar. Sıcaklık, yalnızca belirli bir cismin termal denge durumunu karakterize etmez. Aynı zamanda herhangi iki veya daha fazla değer için aynı değeri alan parametredir. daha fazla birbirleriyle termal dengede olan cisimler, yani. bir vücut sisteminin termal dengesini karakterize eder. Bunun anlamı, iki veya daha fazla cismin sahip olması durumunda farklı sıcaklıklar, temas ettirin, daha sonra moleküller arasındaki etkileşimin bir sonucu olarak, bu cisimler aynı sıcaklık değerini alacaktır.

Moleküler kinetik teori, öğrenmeyi mümkün kılar. fiziksel anlam sıcaklık. (2.4) ve (2.7) ifadelerini karşılaştırdığımızda,

(2.9)

Bu ilişkilere molekülerin ikinci temel denklemleri denir. Kinetik teori gazlar. bunu gösteriyorlar mutlak sıcaklık ortalama kinetik enerjiyi belirleyen bir miktardır ileri hareket moleküller; moleküllerin öteleme hareketinin enerjisinin ve dolayısıyla moleküllerin termal hareketinin yoğunluğunun bir ölçüsüdür. Bu, mutlak sıcaklığın moleküler-kinetik anlamıdır. Gördüğünüz gibi, vücudu ısıtma süreci, vücudun parçacıklarının ortalama kinetik enerjisindeki bir artışla doğrudan ilgilidir. (2.9)'dan mutlak sıcaklığın pozitif bir değer olduğu görülebilir: Anlam mutlak sıfır sıcaklık denir. (2.8)'e göre, mutlak sıfırda, parçacıkların öteleme hareketi tamamen durmalıdır ( ). Bununla birlikte, düşük sıcaklıklarda gazın yoğuşmuş bir duruma geçtiğine dikkat edilmelidir. Sonuç olarak, gazların kinetik teorisi temelinde varılan tüm sonuçlar da anlamını yitirir. Ve mutlak sıfır sıcaklıkta hareket kaybolmaz. Atomlardaki elektronların hareketi, metallerdeki serbest elektronların hareketi mutlak sıfır sıcaklığında bile tamamen korunur. Ek olarak, mutlak sıfırda bile, bazı salınım hareketi moleküllerin içindeki atomlar ve kristal kafesin düğümlerindeki atomlar. Bu salınımların varlığı, kuantum harmonik osilatörde sıfır enerjinin varlığı ile ilişkilidir ( ), atomların yukarıdaki titreşimleri olarak kabul edilebilir. Bu enerji sıcaklığa bağlı değildir ve bu nedenle sıcaklıkta bile kaybolmaz. . Düşük sıcaklıklarda, klasik hareket kavramları geçerliliğini yitirir. Bu alanda, vücut sıcaklığı mutlak sıfıra düşürülse bile parçacıkların hareketinin durmadığı kuantum yasaları çalışır. Ancak bu hareketin hızı artık sıcaklığa bağlı değildir ve bu hareket termal değildir. Bu belirsizlik ilkesi ile doğrulanır. Vücudun parçacıkları dinleniyorsa, konumları (koordinatlar) x, y, z) ve momentum (momentum projeksiyonları piksel, p, pz) tam olarak tanımlanır vb. ve bu belirsizlik ilişkileriyle çelişir vb. Mutlak sıfıra ulaşılamaz. Aşağıda, mutlak sıfır sıcaklığının, sistemin en düşük enerjili durumda olduğu bir sistem durumu anlamına geldiği ve bu nedenle, parçacıklarının hareketinin yoğunluğunun transferinden dolayı daha da azaldığı gösterilecektir. çevredeki cisimlere enerji verilmesi mümkün değildir.


Formül (2.7) şu şekilde yazılabilir:

Bu formül, monatomik bir gaz için mutlak sıcaklık kavramının bir tanımı olarak hizmet edebilir. Diğer herhangi bir sistemin sıcaklığı, miktar olarak tanımlanabilir. sıcaklığa eşit tek atomlu gaz bu sistemle termal dengededir. Bu formülü kullanarak sıcaklığın tanımı, gaz atomlarının elektronik olarak uyarılmış durumlarının ortaya çıkma olasılığının artık ihmal edilmesinin mümkün olmadığı sıcaklıklara kadar doğrudur.

İlişki (2.8) bize sözde karekök-ortalama moleküler hızı tanıtmamıza izin verir ve bunu şu şekilde tanımlar:

sonra alırız

Mutlak sıcaklık kavramı, daha sıkı bir şekilde tanıtılabilir. istatistiksel fizik bir modül olarak kabul edilebileceği yerde istatistiksel dağılım Enerji ile parçacıklar. Ayrıca, formül (2.7) ve (2.8)'den görülebileceği gibi sıcaklığın yanı sıra basıncın da ideal bir gaz molekülünün ortalama kinetik enerjisi tarafından belirlendiğinden, toni'nin İstatistik ve bu nedenle bir veya az sayıda molekülün sıcaklığından veya basıncından bahsetmek anlamsızdır.


14. Mutlak sıcaklık ve fiziksel anlamı
İdeal gaz hal denklemi (Mendeleev-Clapeyron denklemi)

"Sıcaklık" kavramı, vücudun ısınma derecesi anlamına gelir.

Birkaç sıcaklık ölçeği vardır. Mutlak (termodinamik) ölçekte, sıcaklık kelvin (K) cinsinden ölçülür. Bu ölçekte sıfır, sıcaklığın mutlak sıfırı olarak adlandırılır, yaklaşık olarak -273 0 C'ye eşittir. Mutlak sıfırda, moleküllerin öteleme hareketi durur.

Termodinamik sıcaklık T, Santigrat ölçeğindeki sıcaklıkla aşağıdaki ilişkiyle ilişkilidir:
T = (t 0 + 273)K
İdeal bir gaz için, gazın mutlak sıcaklığı ile moleküllerin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisi arasında orantılı bir ilişki vardır:
,
burada k, Boltzmann sabitidir, k = 1.38 10 – 23 J/K

Bu nedenle, mutlak sıcaklık, moleküllerin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Bu onun fiziksel anlamıdır.

Denklemde yer değiştirme p= n ortalama kinetik enerjinin ifadesi
= kT, alırız

p= n kT = nkT
Bir ideal gaz için temel MKT denkleminden ikame ile p = nkT
,
denklemi elde edebilirsin
, veya A kT
N A k = R evrensel gaz sabitidir, R=8.31

Denklem ideal gaz hal denklemi (Mendeleev-Clapeyron denklemi) olarak adlandırılır.
^ 15. Gaz yasaları. İzoproseslerin çizimleri.


  1. İzotermal süreç (T = const) Boyle-Mariotte yasasına uyar: belirli bir gaz kütlesi için Sabit sıcaklık Basınç ve hacmin çarpımı sabittir.
, yada yada

  1. İzobarik süreç (p = const) Gay-Lussac yasasına uyar: belirli bir gaz kütlesi için sabit basınç bir gazın hacminin mutlak sıcaklığa oranı sabittir.

Yada yada


  1. İzokorik süreç (V = const) Charles yasasına uyar: belirli bir gaz kütlesi için sabit hacim gaz basıncının mutlak sıcaklığa oranı sabittir.

Yada yada

İdeal bir gazın iç enerjisi. değiştirmenin yolları içsel enerji.

Isı miktarı. Termodinamikte çalışmak

İç enerji, moleküllerin kaotik hareketinin kinetik enerjisinin toplamıdır ve potansiyel enerji onların etkileşimleri.

İdeal bir gazın molekülleri birbirleriyle etkileşmediğinden, ideal bir gazın iç enerjisi U, toplamına eşittir. kinetik enerjiler rastgele hareket eden moleküller
, nerede .
Böylece,

,
nerede .

Monatomik bir gaz için i = 3, iki atomlu i = 5, üç (veya daha fazla) atom için i = 6.

İdeal bir gazın iç enerjisindeki değişim
.
İdeal bir gazın iç enerjisi, durumunun bir fonksiyonudur. İç enerji iki şekilde değiştirilebilir:


  • ısı değişimi ile;

  • iş yaparak.
Bir sistemin iç enerjisini mekanik iş yapmadan değiştirme işlemine denir. ısı değişimi veya ısı transferi.Üç tür ısı transferi vardır: iletim, konveksiyon ve radyasyon.

^ ısı miktarı ısı transferi sürecinde vücudun iç enerjisindeki değişimin nicel bir ölçüsü olan değer olarak adlandırılır.

Isıtma için gerekli olan (veya soğutma sırasında vücut tarafından verilen) ısı miktarı aşağıdaki formülle belirlenir:
nerede - özısı maddeler
Termodinamikte çalışmak

temel iş dA = p dV. saat p = sabit
^ 16. Sistem durumu. İşlem. Termodinamiğin birinci yasası (birinci yasası)
vücut sistemi düşünülen cisimler kümesi denir. Bir sistem örneği, onunla dengede olan bir sıvı ve bir buhar olabilir. Özellikle sistem tek bir gövdeden oluşabilir.

Herhangi bir sistem, sıcaklık, basınç, hacim vb. açısından farklılık gösteren farklı durumlarda olabilir. Sistemin durumunu karakterize eden niceliklere denir. durum parametreleri.

Her zaman herhangi bir sistem parametresinin belirli bir değeri yoktur. Örneğin, içindeki sıcaklık farklı noktalar vücut aynı değilse, vücuda belirli bir sıcaklık değeri atanamaz. Bu durumda sistemin durumuna denir. dengesizlik.

denge sistemin durumu, sistemin tüm parametrelerinin değişmeden kalan belirli değerlere sahip olduğu bir durumdur. dış koşullarİstediğiniz kadar sabit.

işlem bir sistemin bir durumdan diğerine geçişi olarak adlandırılır.

İç enerji, sistemin durumunun bir fonksiyonudur. Bu, bir sistem kendisini belirli bir durumda bulduğunda, iç enerjisinin, sistemin geçmişine bakılmaksızın bu durumun doğasında bulunan değeri üstlendiği anlamına gelir. Bir durumdan diğerine geçişi sırasında sistemin iç enerjisindeki değişim (geçişin yapıldığı yoldan bağımsız olarak), bu durumlardaki iç enerji değerlerindeki farka eşittir.

Termodinamiğin birinci yasasına göre sisteme iletilen ısı miktarı, sistemin iç enerjisini artırmaya ve sistemi yapmaya gider. dış cisimler üzerinde çalışın.

Gazlardaki işlemlere termodinamiğin birinci yasasının uygulanması. Adyabatik süreç.


  1. izotermal süreç (T=sabit)

Çünkü .
Gaz çalışması izotermal süreç
.


  1. izokorik süreç (v=sabit)

Bu nedenle


  1. izobarik süreç (p=sabit)
.

  1. Adyabatik süreç (Q = 0).
İle ısı alışverişi olmayan bir işlem adyabatik olarak adlandırılır. çevre.

Adyabatik denklem (Poisson denklemi) şeklindedir.

Termodinamiğin birinci yasasına göre Sonuç olarak, .

Adyabatik genişleme ile, bu nedenle (gaz soğutulur).

Adyabatik sıkıştırma altında, bu nedenle (gaz ısınır). Adyabatik hava sıkıştırması, dizel içten yanmalı motorlarda yakıtı ateşlemek için kullanılır.
^ 17. Isı motorları
Bir ısı motoru, yanmış bir yakıtın enerjisini enerjiye dönüştüren bir cihazdır. mekanik enerji. Çalışan parçaların periyodik olarak orijinal konumlarına geri döndüğü bir ısı motoruna periyodik bir ısı motoru denir.

Isı motorları şunları içerir:

Periyodik çalışma için ısıtma motoru aşağıdaki koşullar yerine getirilmelidir:

  • yakıtın yanması ve genleşmesi sırasında ısınan, mekanik iş yapabilen bir çalışma sıvısının (buhar veya gaz) varlığı;

  • dairesel bir işlemin (döngü) kullanılması;

  • ısıtıcı ve buzdolabı.
Termodinamiğin ikinci yasası

Isı motorunun şeması, şekilde gösterilen forma sahiptir. çalışma akışkanının ısıtıcıdan aldığı ısı miktarı, çalışma akışkanının buzdolabına verdiği ısı miktarıdır.

Isı makinesinin sadece bir yönde, yani çok ısınan cisimlerden daha az ısınan cisimlere ısı aktararak çalıştığı ve ısıtıcıdan alınan ısının tamamının alınamadığı şemadan görülebilir.

Mekanik çalışmaya dönüştü. Bu bir tesadüf değil, doğada var olan ve termodinamiğin ikinci yasasında yansıtılan nesnel yasaların sonucudur. Termodinamiğin ikinci yasası hangi yönde olduğunu gösterir. termodinamik süreçler, ve birkaç eşdeğer formülasyona sahiptir. Spesifik olarak, Kelvin'in formülasyonu: böyle bir periyodik süreç imkansızdır, bunun tek sonucu ısıtıcıdan alınan ısının buna eşdeğer işe dönüştürülmesidir.

^ ısıl verim motor. Karnot döngüsü.

katsayı faydalı eylem Bir ısı motorunun (COP), motor tarafından mekanik işe dönüştürülen ısı miktarının, ısıtıcıdan alınan ısı miktarına oranına eşit bir değerdir:

^ Bir ısı motorunun verimliliği her zaman birden azdır.

Bir ısı motorunun veriminin mümkün olan maksimum değerini belirlemek için, Fransız mühendis S. Carnot, iki izoterm ve iki adiyabattan oluşan ideal bir tersinir çevrim hesapladı. Tersinir bir çevrimde kayıpsız çalışan ideal bir ısı motorunun veriminin maksimum değerinin olduğunu kanıtladı.
.
herhangi bir gerçek ısıtma motoru bir sıcaklıkta bir ısıtıcı ve bir sıcaklıkta bir buzdolabı ile çalışmak, aynı sıcaklıklarda ideal bir ısı makinesinin veriminden daha yüksek bir verime sahip olamaz.
ELEKTROMANYETİZMA
^ 1. Gövdelerin elektrifikasyonu. Elektrik yükünün korunumu yasası. Coulomb yasası
Birçok parçacık ve cisim, yerçekimi kuvvetleri gibi, aralarındaki mesafenin karesiyle orantılı olan, ancak yerçekimi kuvvetlerinden birçok kez daha büyük olan kuvvetlerle birbirleriyle etkileşime girebilir. Bu tür parçacık etkileşimine elektromanyetik denir.

^ Bu nedenle, elektrik yükü, parçacıkların elektromanyetik etkileşimlere girme yeteneğinin nicel bir ölçüsüdür.

Koşullu olarak pozitif ve negatif olarak adlandırılan iki tür elektrik yükü vardır. Benzer yükler iter ve farklı yükler çeker.

Herhangi bir cismin yükünün, bir tamsayı sayıda temel yükten oluştuğu deneysel olarak tespit edilmiştir, yani. elektrik yükü ayrıktır. Temel ücret genellikle harfle gösterilir e. hepsinden sorumlu temel parçacıklar(sıfır değilse) mutlak değerde aynıdır.
|e| = 1,6 10 -19 C
Temel ücretten daha büyük herhangi bir ücret, tam sayıda temel ücretten oluşur.
q = ± Ne (N = 1, 2, 3, …)
Cisimlerin elektrifikasyonu her zaman elektronların yeniden dağılımına bağlıdır. Vücutta fazla elektron varsa, o zaman negatif, elektron eksikliği varsa, o zaman vücut pozitif olarak yüklenir.

^ AT yalıtılmış sistem elektrik yüklerinin cebirsel toplamı sabit kalır (elektrik yükünün korunumu yasası):
q 1 + q 2 +…+ q N = ∑q ben = sabit
Noktasal sabit yüklerin etkileşim kuvvetinin uyduğu yasa Coulomb (1785) tarafından kurulmuştur.

Nokta yük, bu cisimden elektrik yükü taşıyan diğer cisimlere olan mesafelerle karşılaştırıldığında boyutları ihmal edilebilecek yüklü bir cisimdir.

Coulomb yasasına göre, boşlukta iki hareketsiz nokta yükünün etkileşim kuvveti, yük modüllerinin çarpımı ile doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır.

k orantılılık katsayısıdır.


SI k =

1

4π 0

k \u003d 9 10 9 N m 2 / C 2 ε 0 \u003d 8.85 10 -12 C 2 / N m 2 (ε 0 elektrik sabitidir).

^ 2. Elektrik alanı. tansiyon Elektrik alanı. Elektrik alanlarının süperpozisyon prensibi
Elektrik alanı, elektrik yüklerinin etkileşiminin gerçekleştiği bir madde türüdür.

Elektrik alanının güç özelliği, elektrik alanının gücüdür.

Belirli bir noktadaki elektrik alanın gücü, alanın içine yerleştirilen bir test yüküne etki ettiği kuvvetin oranına eşittir. verilen nokta alan, bu yükün büyüklüğüne.
.
Elektrik alan şiddeti, içinde veya içinde ölçülür.

Bir nokta yükünün alan gücü.

Alanların üst üste gelme (süperpozisyon) ilkesine göre, yük sisteminin alan gücü eşittir vektör toplamı sistem yüklerinin her birinin ayrı ayrı oluşturacağı alan kuvvetleri.

+ q 1 - q 2


Elektrik alanları, gerilim çizgileri kullanılarak grafiksel olarak gösterilebilir ( kuvvet hatları) Elektrik alanı.

Bir elektrik alan şiddeti çizgisi, her noktada teğeti o noktadaki güç vektörünün yönü ile çakışan bir çizgidir.

^ 3. Kuvvetlerin İşi elektrostatik alan. Elektrostatik alan potansiyeli


F
doktor α dl
1 q ´ 2

r 1 r 2

q


Başka bir yükün alanında bir nokta yüke etki eden kuvvet merkezidir. Merkezi kuvvetler alanı potansiyeldir. Alan potansiyel ise, bu alandaki yükü hareket ettirmek için yapılan iş, yükün hareket ettiği yola bağlı değildir.a, yükün ilk ve son konumuna bağlıdır ve .

Temel yolda çalışın

= .
Bu formülden, sabit bir yük alanındaki yüke etki eden kuvvetlerin korunumlu olduğu sonucu çıkar, çünkü yükü taşımak için yapılan iş, gerçekten yükün ilk ve son konumu tarafından belirlenir.

Mekaniğin seyrinden, kapalı bir yol üzerinde korunumlu kuvvetlerin işinin sıfır olduğu bilinmektedir.

^ Elektrostatik alan yoğunluk vektörünün herhangi bir kapalı döngü boyunca dolaşımı sıfıra eşittir.

Potansiyel

Potansiyel bir kuvvet alanındaki bir cismin enerjisi vardır, bu nedenle alanın kuvvetleri tarafından iş yapılır.
.
Bu nedenle, sabit bir yük alanındaki yükün potansiyel enerjisi
.
Yükün potansiyel enerjisinin bu yükün değerine oranına eşit değere elektrostatik alan potansiyeli denir.
.
Potansiyel, bir elektrik alanının enerji özelliğidir.

Noktasal bir yükün elektrik alan potansiyeli
.
Yüklü cisimlerden oluşan bir sistem tarafından oluşturulan alanın potansiyeli, her bir yükün ayrı ayrı oluşturduğu potansiyellerin cebirsel toplamına eşittir.
.
Alanın potansiyelli noktasında bulunan yükün enerjisi vardır.
.
Alan kuvvetlerinin yük üzerindeki işi

Miktar voltaj olarak adlandırılır. Potansiyel ve potansiyel farkı (voltaj) volt (V) cinsinden ölçülür.
^ 4. Elektrostatik alanın gücü ile potansiyel arasındaki ilişki
Elektrik alan kuvvetlerinin yol parçası üzerindeki yük üzerindeki işi
.

Öte yandan, bu nedenle.

Bu nedenle şu şekildedir:
. ; ; .

.

.
Parantez içindeki değere potansiyel gradyan denir.

Bu nedenle, elektrik alan kuvveti, zıt işaretle alınan potansiyel gradyanına eşittir.

Aynı zamanda üniform bir elektrostatik alan için. Sonuç olarak, , .

Elektrik alanının görsel bir temsili için gerilim çizgileri ile birlikte yüzeyler kullanılır. eşit potansiyel(eş potansiyel yüzeyler). Elektrostatik alan gücü çizgileri, eş potansiyel yüzeylere diktir (ortogonal).
^ 5. Elektrostatik alandaki iletkenler. Elektrostatik indüksiyon olgusu. Elektrostatik bir alanda dielektrikler
Elektrostatik alandaki iletkenler. elektrostatik indüksiyon.

İletkenler, bir elektrik alanının etkisi altında vücudun tüm hacmi boyunca düzenli bir şekilde hareket edebilen serbest yüklü parçacıklara sahip maddeleri içerir. Bu tür parçacıkların yüklerine denir. Bedava.

Metaller iletkendir, bazıları kimyasal bileşikler, tuzların, asitlerin ve alkalilerin sulu çözeltileri, tuz eriyikleri, iyonize gazlar.

Bir elektrik alanındaki katı metal iletkenlerin davranışını düşünün. Metallerde, serbest yüklerin taşıyıcıları, iletim elektronları adı verilen serbest elektronlardır.


+σ E 0 -σ
- +


Yüksüz bir metal iletken düzgün bir elektrik alanına sokulursa, iletkendeki alanın etkisi altında, yoğunluk vektörünün yönünün tersi yönde yönlendirilmiş bir serbest elektron hareketi meydana gelir. E hakkında Bu alan. Elektronlar iletkenin bir tarafında birikerek orada fazlalık bir negatif yük oluşturacak ve iletkenin diğer tarafında elektronların eksikliği burada fazlalık bir yük oluşmasına yol açacaktır. pozitif yük, yani iletkende yük ayrımı meydana gelir. Bu telafi edilmemiş zıt yükler, iletken üzerinde yalnızca harici bir elektrik alanının etkisi altında görünür, yani. bu tür yükler indüklenir (indüklenir) ve genel olarak iletken hala yüksüz kalır.

Harici bir elektrik alanının etkisi altında, belirli bir vücudun parçaları arasında yüklerin yeniden dağıtılmasının meydana geldiği bu tür elektriklenme denir. elektrostatik indüksiyon.

İletkenin zıt kısımlarında elektrostatik indüksiyonun bir sonucu olarak ortaya çıktı, telafi edilmemiş elektrik ücretleri kendi elektrik alanını, yoğunluğunu yarat E İle birlikte iletkenin içi gerilime karşı yönlendirilir E hakkında iletkenin yerleştirildiği dış alan. Yükler iletkende ayrılıp iletkenin zıt kısımlarında biriktiğinden, gerilim E İle birlikte iç alan artar ve eşit olur E hakkında. Bu gerginliğe yol açar E iletken içindeki sonuçtaki alan sıfır olur. Bu durumda iletken üzerinde bir yük dengesi oluşur.

Bu durumda telafi edilmemiş yükün tamamı sadece iletkenin dış yüzeyindedir ve iletkenin içinde elektrik alanı yoktur.

Bu fenomen, özü hassas cihazları elektrik alanlarının etkisinden korumak için topraklanmış metal kasalara veya ızgaralara yerleştirilmesi olan elektrostatik koruma oluşturmak için kullanılır.

^ Elektrostatik alanda dielektrikler.

Dielektrikler, normal koşullar altında (yani, çok fazla değil) yüksek sıcaklıklar ve güçlü elektrik alanlarının olmaması) serbest elektrik yükü yoktur.

Dielektriklerdeki iletkenlerin aksine, yüklü parçacıklar vücudun tüm hacmi boyunca hareket edemezler, ancak sabit konumlarına göre yalnızca küçük mesafelerde (atomik mesafeler sırasına göre) yer değiştirebilirler. Bu nedenle, dielektriklerdeki elektrik yükleri ilişkili.

Moleküllerin yapısına bağlı olarak, tüm dielektrikler üç gruba ayrılabilir. İlk grup, molekülleri asimetrik bir yapıya sahip olan (su, alkoller, nitrobenzen) dielektrikleri içerir. Bu tür moleküllerde, pozitif ve negatif masraflar eşleşmiyor. Bu tür moleküller elektrik dipolleri olarak kabul edilebilir.

Elektrik dipol olan moleküllere denir. kutupsal. Sahip oldukları elektrik momenti p= q ben harici bir alanın yokluğunda bile.

İkinci grup, molekülleri simetrik olan dielektrikleri içerir (örneğin, parafin,

Mutlak sıfır, -273,15 °C sıcaklığa karşılık gelir.

Mutlak sıfırın pratikte ulaşılamaz olduğuna inanılmaktadır. Sıcaklık ölçeğindeki varlığı ve konumu, gözlemlenen değerlerin ekstrapolasyonundan gelir. fiziksel olaylar, böyle bir ekstrapolasyon mutlak sıfırda, bir maddenin moleküllerinin ve atomlarının termal hareketinin enerjisinin sıfıra eşit olması gerektiğini, yani parçacıkların kaotik hareketinin durduğunu ve açık bir pozisyon işgal ederek düzenli bir yapı oluşturduğunu gösterirken kristal kafesin düğümlerinde. Ancak, aslında mutlak sıfır sıcaklığında bile düzenli hareketler maddeyi oluşturan parçacıklar kalacaktır. Sıfır salınım gibi kalan salınımlar, kuantum özellikleri parçacıklar ve onları çevreleyen fiziksel boşluk.

Şu anda, fiziksel laboratuvarlar bir derecenin yalnızca birkaç milyonda biri kadar mutlak sıfırı aşan sıcaklıklar elde edebilmiştir; termodinamik yasalarına göre bunu başarmak imkansızdır.

Notlar

Edebiyat

  • G. Burmin. Mutlak sıfır fırtınası. - M.: "Çocuk edebiyatı", 1983.

Ayrıca bakınız

Wikimedia Vakfı. 2010 .

Eş anlamlı:

Diğer sözlüklerde "Mutlak Sıfır" ın ne olduğunu görün:

    Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın kaynağı (bkz. TERMODİNAMİK SICAKLIK ÖLÇÜ). Mutlak sıfır sıcaklığın 273,16 °C altında bulunur üçlü nokta(bkz. ÜÇ NOKTA) kabul edilen suyun ... ... ansiklopedik sözlük

    Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın kökeni. Mutlak sıfır, suyun üçlü nokta sıcaklığının (0.01°C) 273.16°C altında bulunur. Mutlak sıfır temelde ulaşılamaz, sıcaklıklara pratik olarak ulaşıldı, ... ... Modern Ansiklopedi

    Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğindeki sıcaklık okumasının kaynağıdır. Mutlak sıfır, 0.01.C değeri kabul edilen suyun üçlü noktasının sıcaklığının 273.16.C altında bulunur. Mutlak sıfır temelde ulaşılamazdır (bkz. ... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük

    Isının olmadığını ifade eden sıcaklık 218 °C'dir. yabancı kelimeler Rus diline dahildir. Pavlenkov F., 1907. mutlak sıfır sıcaklık (fizik) – mümkün olan en düşük sıcaklık (273.15°C). Büyük Sözlük… … Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü

    tamamen sıfır- Moleküllerin termal hareketinin durduğu aşırı düşük sıcaklık, Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır (0°K) -273.16 ± 0.01°C'ye karşılık gelir ... Coğrafya Sözlüğü

    Var., eşanlamlı sayısı: 15 yuvarlak sıfır (8) küçük adam (32) küçük yavru ... eşanlamlı sözlük

    Moleküllerin termal hareketinin durduğu son derece düşük sıcaklık. Boyle Mariotte yasasına göre ideal bir gazın basıncı ve hacmi sıfıra eşit olur ve Kelvin ölçeğinde mutlak sıcaklık için referans noktası alınır ... ... Ekolojik sözlük

    tamamen sıfır- - [AS Goldberg. İngilizce Rusça Enerji Sözlüğü. 2006] Genel olarak enerji konuları EN sıfır noktası … Teknik Çevirmenin El Kitabı

    Mutlak sıcaklık referans noktası. 273.16 ° C'ye karşılık gelir. Şu anda, fiziksel laboratuvarlarda, bir derecenin sadece birkaç milyonda biri kadar mutlak sıfırı aşan bir sıcaklık elde etmek mümkündü, ancak bunu elde etmek yasalara göre ... ... Collier Ansiklopedisi

    tamamen sıfır- absoliutus nulis statusas T sritis Standartizacija ve metrologija apibrėžtis Termodinamin's temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau vandens trigubojo taško. Tai 273.16 °C, 459.69 °F arba 0 K sıcaklık. atitikmenys: ingilizce.… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

    tamamen sıfır- absoliutus nulis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273.16 °C). atitikmenys: tür. mutlak sıfır rus. tamamen sıfır... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

İdeal gazın hacminin sıfır olduğu sınır sıcaklığı mutlak sıfır sıcaklığı olarak alınır. Ancak mutlak sıfır sıcaklığında gerçek gazların hacmi yok olamaz. O zaman bu sıcaklık sınırı mantıklı mı?

Varlığı Gay-Lussac yasasından kaynaklanan sınırlayıcı sıcaklık mantıklıdır, çünkü gerçek bir gazın özelliklerini ideal bir gazın özelliklerine yaklaştırmak pratik olarak mümkündür. Bunu yapmak için, yoğunluğunun sıfıra yaklaşması için giderek daha nadir bir gaz almak gerekir. Gerçekten de, azalan sıcaklıkla, böyle bir gazın hacmi, sıfıra yakın sınıra yönelecektir.

Celsius ölçeğinde mutlak sıfırın değerini bulalım. Eşitleme Hacmi Viçinde formül (3.6.4) sıfıra ve bunu dikkate alarak

Bu nedenle mutlak sıfır sıcaklık

* Mutlak sıfır için daha doğru bir değer: -273,15 °C.

Bu, Lomonosov'un varlığını öngördüğü “en büyük veya son derece soğuk” olan doğadaki sınırlayıcı, en düşük sıcaklıktır.

Kelvin ölçeği

Kelvin William (Thomson W.) (1824-1907) - termodinamiğin ve moleküler-kinetik gaz teorisinin kurucularından biri olan seçkin bir İngiliz fizikçi.

Kelvin, mutlak sıcaklık ölçeğini tanıttı ve termodinamiğin ikinci yasasının formüllerinden birini, ısının tamamen işe dönüştürülmesinin imkansızlığı biçiminde verdi. Bir sıvının yüzey enerjisinin ölçümüne dayanarak moleküllerin boyutunu hesapladı. Transatlantik telgraf kablosunun döşenmesiyle bağlantılı olarak Kelvin, elektromanyetik salınımlar teorisini geliştirdi ve devredeki serbest salınımların periyodu için bir formül türetti. Bilimsel değerler için, W. Thomson, Lord Kelvin unvanını aldı.

İngiliz bilim adamı W. Kelvin mutlak sıcaklık ölçeğini tanıttı. Kelvin ölçeğinde sıfır sıcaklık mutlak sıfıra karşılık gelir ve bu ölçekte sıcaklık birimi santigrat dereceye eşittir, dolayısıyla mutlak sıcaklık T formülle Celsius ölçeğindeki sıcaklıkla ilgilidir

(3.7.6)

Şekil 3.11, karşılaştırma için mutlak ölçeği ve Celsius ölçeğini gösterir.

Mutlak sıcaklığın SI birimine kelvin denir (K olarak kısaltılır). Bu nedenle, bir derece Celsius, bir derece Kelvin'e eşittir: 1 °C = 1 K.

Bu nedenle, formül (3.7.6) ile verilen tanım gereği mutlak sıcaklık, Celsius sıcaklığına ve deneysel olarak belirlenen a değerine bağlı türev bir niceliktir. Ancak, temel öneme sahiptir.

Moleküler kinetik teori açısından, mutlak sıcaklık, atomların veya moleküllerin rastgele hareketinin ortalama kinetik enerjisi ile ilgilidir. saat T = Moleküllerin termal hareketi durur. Bu, Bölüm 4'te daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Hacim - mutlak sıcaklık

Kelvin ölçeği kullanılarak Gay-Lussac yasası (3.6.4) daha basit bir biçimde yazılabilir. Çünkü

(3.7.7)

Sabit basınçta belirli bir kütleye sahip bir gazın hacmi, mutlak sıcaklık ile doğru orantılıdır.

Aynı basınçta farklı durumlarda aynı kütleye sahip gaz hacimlerinin oranı, mutlak sıcaklıkların oranına eşittir:

(3.7.8)

İdeal bir gazın hacminin (ve basıncının) kaybolduğu olası bir minimum sıcaklık vardır. Bu mutlak sıfır sıcaklıktır:-273 °С Mutlak sıfırdan sıcaklığı ölçmek uygundur. Mutlak sıcaklık ölçeği bu şekilde oluşturulur.