Детская энциклопедия

Меню сайта











НА ПОДСТУПАХ К АБСОЛЮТНОМУ НУЛЮ. Что такое холод?

Состояние и свойства вещества зависят от его температуры. Возьмем, например, воду. При температуре ниже 0°Ц — это твердое тело, при 100° Ц она переходит в газообразное со­стояние, а при десятках тысяч градусов пре­вращается в плазму.

Температура определяется интенсивностью так называемого теплового движения молекул и атомов. Чем быстрее они двигаются в веще­стве, тем выше его температура. Когда веще­ство охлаждается, тепловое движение его ча­стиц затухает. Если же тепловое движение совсем прекратится, дальнейшее понижение температуры станет, очевидно, невозможным. Такую наинизшую температуру называют аб­солютным нулем и принимают ее за начало от­счета в абсолютной температурной шкале, носящей имя английского физика Кельвина.

Абсолютный нуль — 0° К (нуль градусов Кельвина). При отсчете по шкале Кельвина температура таяния льда равна 273,16° К, темпе­ратура кипения воды (при атмосферном дав­лении) — 373,16°К (рис. 1). Величиной гра­дусы в шкалах Кельвина и Цельсия равны. Температуру, выраженную в градусах Цель­сия, легко перевести в градусы Кельвина: для этого нужно прибавить к ней 273,16°. Напри­мер, +27° Ц соответствует 300,16°К.

Повседневный опыт убеждает нас в том, что при контакте двух тел с разной температурой тепло самопроизвольно переходит от более на­гретого тела к менее нагретому и температуры обоих тел становятся равными. Передача тепла от менее нагретого тела к телу с более высокой температурой никогда не происходит само­произвольно. Чтобы осуществить такую пере­дачу, надо затратить энергию — механическую, электрическую, химическую или какую-нибудь другую.

Передачу тепла от холодного тела в окру­жающую среду, имеющую более высокую тем­пературу, можно рассматривать как получение холода. Тогда под холодом надо подразу­мевать количество тепла, которое отнимается от охлаждаемого тела. Количество холода не пропорционально затраченной работе: чем ни­же температура охлаждаемого тела, тем больше нужно работы, чтобы получить то же количе­ство холода. Особенно сильно возрастает за­трата работы на охлаждение вблизи абсолют­ного нуля. Например, чтобы получить холод на температурном уровне 3°К (-270°Ц), нужно затратить в 1000 раз больше работы, чем для получения того же количества холода при тем­пературе 270°К (—3°Ц). При абсолютном же нуле затрата работы для получения холода должна быть равна бесконечности. Это, кстати, показывает, что охладить тело точно до 0°К вообще невозможно.

Понижение температуры меняет свойства многих тел. Например, мягкая и упругая ре­зина становится при температуре около 200°К жесткой и от удара молотком раскалывается, как стекло. Так же ведут себя многие метал­лы, например железо, сталь, свинец. Если из свинца сделать колокольчик и охладить его в жидком азоте, он будет издавать ме­лодичный звон: свинец станет твердым. Но есть металлы и сплавы, в которых пониже­ние температуры увеличивает прочность, остав­ляя им достаточную пластичность. Таковы, например, медь, ее сплавы и алюминий. Именно из этих металлов изготовляют аппараты, кото­рые используются при низких температурах.

 

 

 

 





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016