Итоги "Температура. Энергия теплового движения молекул"

Внутреннее состояние макроскопических тел определяется величинами, называемыми макроскопическими параметрами. К их числу относятся давление, объем и температура. Температура является мерой интенсивности теплового движения молекул и характеризует состояние теплового равновесия термодинамической системы. При тепловом равновесии не происходит никаких макроскопических процессов и все макроскопические параметры остаются неизменными, а температура имеет одно и то же значение во всех частях системы. При контакте между телами тело с большей температурой передает энергию телу с меньшей температурой до тех пор, пока температуры их не выравняются.

Температуру измеряют термометрами. В любом термометре используется изменение какого-либо термодинамического параметра в зависимости от изменения температуры.

В отличие от жидкостей и твердых тел все разреженные газы при нагревании одинаковым образом меняют объем при постоянном давлении или давление при постоянном объеме. По этой причине для установления температурной шкалы используют разреженные газы (газовая шкала температур).

Опыт показывает, что отношение при тепловом равновесии газов одинаково для всех газов и зависит только от температуры. Поэтому оно может быть использовано для определения температуры T по формуле = kT, где k = 1,38 * 10-23 Дж/К – постоянная Больцмана.

В физике наибольшее распространение получила абсолютная шкала температур, или шкала Кельвина. Абсолютная температура T = t + 273, где t – температура по шкале Цельсия. Минимальной температуре соответствует нуль по шкале Кельвина (абсолютный нуль температуры, равный –273°C). Температуру измеряют в кельвинах. Один кельвин равен градусу по шкале Цельсия.

Сопоставляя выражение для давления, даваемое основным уравнением молекулярно-кинетической теории с формулой = kT, определяющей температуру, получают важнейший результат: средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул прямо пропорциональна абсолютной температуре: .

Средняя скорость молекул вычисляется по формуле и составляет при 0°C несколько сот метров в секунду.