☰ Содержание · Физика

Идеальный газ и температура

Уроки 5–6 · 2 урока · П. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Бахромов, К. Суяров, Ж. Усаров, М. Юлдашева. Физика, 9 класс, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий дом издательства-типографии имени Гафура Гуляма, Ташкент, 2019
6

Температура

Учебник: с. 21–24
ЦельПереводить значения между шкалами Цельсия и Кельвина; знать молекулярно-кинетический смысл температуры и формулу p = nkT.
Новые слова
температура · temperaturaабсолютный нуль · absolyut nolпостоянная Больцмана · Bolsman doimiysiтепловое равновесие · issiqlik muvozanati
Объяснение

Температура — величина, количественно описывающая, насколько нагрето тело. При тепловом равновесии температуры тел становятся равными, и теплообмен прекращается. По шкале Цельсия (А. Цельсий, 1742) лёд тает при 0 °C, а вода кипит при 100 °C (при нормальном давлении). Абсолютная шкала (Кельвин, 1848) имеет единицу К — одну из основных единиц СИ; абсолютный нуль равен –273,15 °C ≈ –273 °C, а перевод осуществляется по формуле T = t + 273, причём ΔT = Δt. С молекулярно-кинетической точки зрения температура является мерой средней кинетической энергии поступательного движения молекул: E_k = (3/2)·k·T, где k = 1,38·10⁻²³ Дж/К — постоянная Больцмана. Подстановка в p = (2/3)nE_k даёт p = nkT: давление газа пропорционально концентрации и абсолютной температуре.

Примеры
t = 27 °C → T = 27 + 273 = 300 K. T = 400 K → t = 400 – 273 = 127 °C. Если температура повышается с 20 °C до 50 °C, то ΔT = Δt = 30 K.
При n = 2,5·10²⁵ м⁻³ и T = 300 K давление p = nkT = 2,5·10²⁵·1,38·10⁻²³·300 ≈ 1,0·10⁵ Па, что близко к атмосферному давлению. При этой температуре E_k = 1,5·1,38·10⁻²³·300 ≈ 6,2·10⁻²¹ Дж.
Работа в классе

Упражнение с термометром (под наблюдением учителя): запишите показание в воде комнатной температуры, в тёплой воде, приготовленной учителем (не горячее примерно 40 °C), и в холодной воде, и переведите их в кельвины. Ученики не работают с горячей водой.

Упражнения
1
Что такое абсолютный нуль и чему он равен по шкале Цельсия?
2
Выразите 207 °C по шкале Кельвина (K).
3
Выразите 250 K по шкале Цельсия (°C).
4
Газ в закрытом сосуде нагрели от –23 °C до 477 °C. Во сколько раз изменится давление и почему?