Температура та її вимірювання

Результатом спільного розв’язання записаних для 1 моль основного рівняння МКТ і рівняння Менделєєва — Клапейрона є вираз
,
де — стала Больцмана.
Отже: , або , тобто температура — це фізична величина, яка є кількісною мірою середньої енергії теплового руху молекул газу.
Дія приладів для вимірювання температури базується на різних фізичних ефектах. Найбільш поширені рідинні (спиртові й ртутні) термометри, в основі дії яких лежить теплове розширення рідин. Є також термометри газові (термометри тиску), електричні (термометри опору) та ін.

Швидкість молекул ідеального газу

Уже відзначалось, що молекули газів рухаються хаотично, тому можна говорити тільки про середню швидкість.
Із виразу отримують формулу середньої квадратичної швидкості молекули . Для зручності домножують і ділять підкорінний вираз на . Тоді .

Ізопроцеси в газах. Абсолютна температурна шкала

Процес у газі — це будь-яка дія, що змінює його стан (нагрівання, охолодження, стиснення). При цьому можуть змінюватись або всі три параметри стану, або два, або навіть один.
Значний інтерес при аналізі пове-дінки газів становлять ізопроцеси. Ізопроцесами називаються процеси, що відбуваються в системі з незмінною масою за сталого значення одного з параметрів стану системи. Алгебраїчні описи ізопроцесів найпростіше отримати, записавши рівняння Клапейрона для двох станів газу:.
При застосуванні цього рівняння по черзі для кожного ізопроцесу параметр, сталий у конкретному випадку, скорочується.
1) (ізотермічний процес). При цьому ( — закон Бойля — Маріотта). Графік цього процесу — ізотерма (а).
2) (ізобарний процес). При цьому — закон Гей-Люссака). Графік цього процесу — ізобара (б).
3) (ізохорний процес). — закон Шарля). Формула Шарля у шкалі Цельсія: , де — температурний коефіцієнт тиску. Графік цього процесу — ізохора (в).

Графік закону Шарля в координатах р і t допомагає легко перейти від температури t до T: якби до найнижчих температур речовина залишалась газоподібною, її тиск зникав би при . Саме цю температуру англійський фізик Уїльям Томсон (Кельвін) запропонував розглядати як нуль у так званій абсолютній чи термодинамічній шкалі температур. Отже: .

Насичена і ненасичена пара. Залежність температури кипіння рідини від тиску

У 8 класі уже розглядались процеси пароутворення шляхом випаровування і кипіння, одночасно з якими відбувається зворотний процес — конденсація. Якщо випаровування перевищує конденсацію, пара над рідиною ненасичена. При взаємному зрівноваженні цих процесів пара насичена. Чим вища температура, тим більший тиск насиченої пари.
Температура кипіння рідини зале-жить від зовнішнього тиску. Вона зростає при збільшенні тиску (це використовується в харчовій промисловості й медицині для створення автоклавів). При зниженні тиску температура кипіння знижується (високо у горах окріп виявляється «прохолодкуватим», а яйце не вдається зварити вкруту).