Абсалютная тэмпература - ёсць такое паняцце

Мы ўсе ведаем, што навакольныя нас цела бываюць гарачымі або лядоўнямі. Шклянку, у які наліты кіпень, гарачы, але той жа шклянку, калі ён пусты, - халодны. Мы адчуваем холад ці цяпло рукой, калі дакранаемся да шклянкі. А што менавіта мы адчуваем? Для разумення гэтага навукоўцамі было ўведзена такое паняцце, як тэмпература.

Першапачаткова, калі не была яшчэ створана малекулярна-кінетычная тэорыя, навукоўцы лічылі, што за тэмпературу адказвае адмысловае рэчыва - теплорода. Менавіта ён, дакладней, яго колькасць, вызначае, гарачым або халодным будзе цела. Гэта падобна на ацэнку таго, наколькі «моцнай» атрымалася сумесь рэчывы і теплорода. Зыходзячы з гэтай аналогіі, крэпасць спіртных напояў і тэмпература вымяраюцца ў адных і тых жа адзінках - градусах.

Зараз тэмпература лічыцца мерай кінэтычнай энергіі малекул і служыць, у прыватнасці, мерай ступені нагрэву целаў. Для яе ацэнкі навукоўцы выкарыстоўваюць энергетычныя адзінкі: у сістэме адзінак СІ гэта будзе джоўль. Але вымяраць тэмпературу пачалі задоўга да з'яўлення энергетычнай тэорыі. Як ужо згадвалася, у паўсядзённым дзейнасці выкарыстоўваецца спецыяльная адзінка вымярэння - градус.

Практыкуюць некалькі розных падыходаў да вымярэнні тэмпературы. Для кожнага з іх існуе свая шкала тэмпературы для ўстанаўлення адзінкі градуса. Яны называюцца па імёнах вучоных, якія прапанавалі спосаб вызначэння - шкала Фарэнгейта, Реомюра, Цэльсія. Прынцып заключаецца ў тым, што бяруць нейкі дыяпазон тэмператур і дзеляць яго на вызначаны лік. Так, па сістэме Цэльсія 0 градусаў роўны тэмпературы замярзання вады, а 100 градусаў - тэмпературы яе кіпення. Дадзены дыяпазон дзеляць на 100 і атрымліваюць значэнне 1 градуса.

У кожнай сістэме для ўстанаўлення значэння ў адзін градус выкарыстоўваюцца свае апорныя кропкі, пры гэтым у аднаго і таго ж цела ў кожнай з іх будзе свая тэмпература. Праўда, яе значэнне можна перакладаць з адной шкалы ў іншую. Але навукоўцы ўвялі новае паняцце - абсалютная тэмпература. Яно зноў-такі звязана з разуменнем тэмпературы як меры энергіі цеплавога руху малекул.

З дадзенага падыходу вынікае, што абсалютная тэмпература - гэта тая, якая адлічваецца ад абсалютнага нуля, які прадстаўляе сабой значэнне тэмпературы, пры якім цалкам адсутнічае цеплавы рух, а ўнутраная энергія цела мінімальная. Такі спосаб яе ацэнкі вырабляецца па так званай шкале Кельвіна, за пачатак адліку у якой бяруць тэмпературу абсалютнага нуля, роўную мінус 273,15 градусаў па Цэльсіі.

Такім чынам, абсалютная тэмпература ў штодзённым разуменні нічым не адрозніваецца ад звычайнай - у яе проста іншая кропка пачатковага адліку. Вядома, ніхто не скажа, што на вуліцы плюс 296,15 градусаў Кельвіна, калі там плюс 23 градуса Цэльсія, хоць абедзве лічбы будуць справядлівыя. У тэмпературы па шкале Кельвіна - зусім іншае прымяненне, не звязанае з жыццёвымі сітуацыямі.

Атрымліваецца, што абсалютная тэмпература ці тэмпература па шкале Кельвіна - гэта інструмент, якім карыстаюцца ў асноўным навукоўцы. Ўжываюць яго пры разглядзе самых розных тэарэтычных і практычных пытанняў, звязаных з даследаваннямі уласцівасцяў, магчымасцяў і з'яў, якія адбываюцца ў навакольным свеце. Звычайных людзей, якія не маюць дачынення да навукі, больш павінна цікавіць магчымасць практычнага выкарыстання такога паняцця, як абсалютная тэмпература.

Ўвядзенне вызначэння абсалютнага нуля прыводзіць да шматлікіх цікаўным з'яў. Напрыклад, пры спробах яго дасягненні ўзнікае такая з'ява як звышправоднасць. Тэарэтычна, калі правадыр электрычнага току астудзіць да нуля градусаў Кельвіна (0 ° К), цеплавы рух у аб'ёме рэчывы спыніцца, электрычны супраціў правадыра будзе імкнуцца да нуля, і страты току будуць мінімальныя. Аднак лічыцца, што на практыцы абсалютны нуль тэмператур недасяжны, хоць у лабараторных умовах удалося наблізіцца да дадзенага значэнні максімальна блізка.

Не менш цікава такая з'ява, як звышцякучасці. Калі абсалютная тэмпература газу пачынае зніжацца, то пры некаторым яе значэнні, для кожнага газу сваім, адбываецца пераход газу ў вадкасць. Калі гелій ператвараецца ў вадкасць, ён набывае здольнасць пранікаць скрозь драбнюткія капіляры. Для выкарыстання ў паўсядзённым жыцці падобныя з'явы пакуль не прымяняюцца, але дазваляюць зразумець многія пытанні квантавай механікі і фундаментальнай навукі.

Такое паняцце, як абсалютная тэмпература, выкарыстоўваецца ў тэарэтычных даследаваннях і практычных эксперыментах па вывучэнні навакольнага свету. Акрамя яго, у артыкуле разгледжана само паняцце тэмпературы з пункту гледжання малекулярна-кінетычнай тэорыі.