2014-02-09
1194
Беспорядочное движение микроскопических частиц связано с содержанием в веществе особой формы энергии — теплоты. Эта связь достаточно очевидна на примере зависимости броуновского движения от количества сообщенного телу тепла.
Макроскопическая характеристика теплового движения — температура.
Определение 1.
Температура есть мерасодержащегося в теле теплоты.
Рассматривая теплоту как форму энергии, необходимо связать ее с кинетической энергией частиц.
Следует помнить, что температура — это макроскопическая характеристика тела, т. е. термодинамическая переменная, поэтому она должна быть связана со средней кинетической энергией, приходящейся на одну частицу в системе большого числа частиц.
Среднюю кинетическую энергию одинаковых частиц в системе, состоящей из N частиц, обозначим через 
и определим ее следующим образом:
, (1)
где 
средняя величина квадрата скорости.
Как следует из статистического анализа, температура
. (2)
Для того чтобы выразить температуру в градусах, нужно ввести коэффициент пропорциональности, показывающий, сколько джоулей соответствует одному градусу.
|
|
|
Определение 2.
Коэффициент пропорциональности, показывающий, сколько джоулей соответствует одному градусу, называется постоянной Больцмана – 
Дж/К, где К означает градус Кельвина — единицу измерения температуры, используемую в физической шкале.
Теперь соотношение между температурой в градусах и энергией в джоулях запишется в виде:
или 
. (3)
Определение 3.
Шкала температурназывается абсолютной шкалой, или шкалой Кельвина, по которой температура замерзания воды по Цельсию – 0°С, соответствует +273,15 градусов Кельвина (обозначается 273,15 К).
Определение 4.
Температуройабсолютного нуля называется температура, при которой прекращается всякое тепловое движение частиц в веществе (согласно выражению (3) при T = 0!).
Примечание. Понятие температуры тела приобретает смысл в том случае, если обмен теплом между телом и прибором в процессе измерения температуры мало изменяет состояние тела.
