Абсолютный нуль температуры. Единицы измерения температуры

Картина «Ноль градусов Кельвина» является лишь второй в фильмографии норвежского режиссера Ганса Петтера Моланда и, по совместительству, первым опытом сотрудничества со шведским актером Стелланом Скарсгордом (впоследствии Стеллан снимется еще в двух лентах Моланда: «Абердин» и «Довольно добрый человек»). В начале фильма молодой идеалист и начинающий писатель Хенрик Ларссон отправляется на заработки в Гренландию в компанию к уже давно работающим в краю вечной зимы охотникам на тюленей агрессивному и циничному Рандбеку и его более уравновешенному коллеге Якобу Хольму. Трое мужчин вынуждены делить кров и еду в условиях невыносимого холода. По сути данный фильм является эталонным образчиком модного сейчас жанра «герметичного триллера», ведь из-за погодных условий героям приходится проводить большую часть времени в тесной лачуге. И в этой самой лачуге разворачивается самая настоящая психологическая драма, держащая в напряжении не хуже творений признанного мастера саспенса Альфреда Хичкока. В связи с этим следует выделить основные темы фильма «Ноль градусов Кельвина».

Начнем, пожалуй, с темы вынесенной в заглавие то есть темы столкновения. Имеется ввиду столкновение цивилизованности и дикости излюбленная тема выдающегося немецкого режиссера Вернера Херцога. В данном случае столкновение целесообразно рассматривать в двух плоскостях: в глобальной и локальной. В глобальной плоскости мы имеем столкновение человека и природы, то есть жизнь трех героев в диких условиях Гренландии и сопряженные с этим трудности. Локальным столкновением дикости и цивилизованности является столкновение цивилизованного Хенрика с более диким, звереподобным, если угодно, первозданным Рандбеком. Таким образом Хенрик является как бы персонифицированным воплощением человеческих черт человека (уж простите за тавтологию). В свою очередь Рандбек является олицетворением животного начала в человеке. Однако с течением времени векторы вполне могут несколько сместиться.

Второй темой фильма является тема изоляции. Изоляции вынужденной и добровольной. Изоляции внешней и внутренней. Внешняя изоляция, собственно говоря, заметна невооруженным глазом, потому не стоит особо заострять на ней внимание. То же самое можно сказать и о вынужденной изоляции деньги то ведь всем нужны. А что же с внутренней и добровольной изоляцией? А вот здесь на арену выходит третий герой находящийся словно бы в тени столкнувшихся Хенрика и Рандбека, флегматичный Якоб Хольм. Внешне он производит впечатление спокойного и уравновешенного человека, однако есть в нем что-то такое, что наталкивает на мысль о том, что, возможно, он даже опасней Рандбека. Но, в отличие от Рандбека, Якоб пытается бороться со своим внутренним зверем, а потому изолирует себя от цивилизации, словно желая обрести душевный покой. Кроме того Якоб ведет себя несколько отрешенно даже по отношению к своим сожителям. Он словно самоизолируется от всего и вся, замыкаясь в себе.

И, наконец, третья тема тема сосуществования человека с человеком. Сюда входит и проблема сосуществования разных групп людей: наций, народностей, масс и. т. п. Сия глобальная тема в данном случае предельно локализирована. Разные типы людей здесь представлены тремя разными мужчинами.

Предельную температуру, при которой объем идеального газа становится равным нулю, принимают за абсолютный нуль температуры. Однако объем реальных газов при абсолютном нуле температуры обращаться в нуль не может. Имеет ли смысл тогда это предельное значение температуры?

Предельная температура, существование которой вытекает из закона Гей-Люссака, имеет смысл, так как практически можно приблизить свойства реального газа к свойствам идеального. Для этого надо брать все более разреженный газ, так чтобы его плотность стремилась к нулю. У такого газа действительно объем с понижением температуры будет стремиться к предельному, близкому к нулю.

Найдем значение абсолютного нуля по шкале Цельсия. Приравнивая объем V в формуле (3.6.4) нулю и учитывая, что

Отсюда абсолютный нуль температуры равен

* Более точное значение абсолютного нуля: -273,15 °С.

Это предельная, самая низкая температура в природе, та «наибольшая или последняя степень холода», существование которой предсказал Ломоносов.

Шкала Кельвина

Кельвин Уильям (Томсон У.) (1824- 1907) - выдающийся английский физик, один из основателей термодинамики и молекулярно-кинетической теории газов.

Кельвин ввел абсолютную шкалу температур и дал одну из формулировок второго начала термодинамики в форме невозможности полного превращения теплоты в работу. Он произвел расчет размеров молекул на основе измерения поверхностной энергии жидкости. В связи с прокладкой трансатлантического телеграфного кабеля Кельвин разработал теорию электромагнитных колебаний и вывел формулу для периода свободных колебаний в контуре. За научные заслуги У. Томсон получил титул лорда Кельвина.

Английский ученый У. Кельвин ввел абсолютную шкалу температур. Нулевая температура по шкале Кельвина соответствует абсолютному нулю, и единица температуры по этой шкале равна градусу по шкале Цельсия, поэтому абсолютная температура Т связана с температурой по шкале Цельсия формулой

(3.7.6)

На рисунке 3.11 для сравнения изображены абсолютная шкала и шкала Цельсия.

Единица абсолютной температуры в СИ называется кельвином (сокращенно К). Следовательно, один градус по шкале Цельсия равен одному градусу по шкале Кельвина: 1 °С = 1 К.

Таким образом, абсолютная температура по определению, даваемому формулой (3.7.6), является производной величиной, зависящей от температуры Цельсия и от экспериментально определяемого значения а. Однако она имеет фундаментальное значение.

С точки зрения молекулярно-кинетической теории абсолютная температура связана со средней кинетической энергией хаотического движения атомов или молекул. При Т = О К тепловое движение молекул прекращается. Подробнее об этом пойдет речь в главе 4.

Зависимость объема от абсолютной температуры

Применяя шкалу Кельвина, закон Гей-Люссака (3.6.4) можно записать в более простой форме. Так как

(3.7.7)

Объем газа данной массы при постоянном давлении прямо пропорционален абсолютной температуре.

Отсюда следует, что отношение объемов газа одной и той же массы в различных состояниях при одном и том же давлении равно отношению абсолютных температур:

(3.7.8)

Существует минимально возможная температура, при которой объем (и давление) идеального газа обращаются в нуль. Это абсолютный нуль температуры: -273 °С. Удобно отсчитывать температуру от абсолютного нуля. Так строится абсолютная шкала температур.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Исходная величина

Преобразованная величина

кельвин градус Цельсия градус Фаренгейта градус Ранкина градус Реомюра Планковская температура

Подробнее о температуре

Общие сведения

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Кельвин официально именовался градусом Кельвина .

История

1848

1967/1968

В соответствии с третьей резолюцией XIII Генеральной конференции по мерам и весам единица измерения термодинамической шкалы была переименована в «кельвин», а обозначением стал «К» (ранее единица называлась «градус Кельвина», её обозначением был «°K»). Кроме того величина единицы была определена более явно - как равная 1/273,16 .

2005

В обязательном Техническом приложении к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды . Международный комитет мер и весов подтвердил, что определение кельвина относится к воде, чей изотопный состав определён следующими соотношениями:

Предполагаемое переопределение

Недостатком современного определения кельвина является то, что при практической реализации величина кельвина оказывается зависящей от чистоты и изотопного состава используемой воды. Исходя из стремления устранить этот недостаток, XXIV ГКМВ, состоявшаяся 17-21 октября 2011 года , приняла резолюцию , в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц переопределить кельвин, связав его величину со значением постоянной Больцмана . При этом предполагается, что значение постоянной Больцмана будет зафиксировано, то есть будет считаться определённым точно . В связи с этим в резолюции XXIV ГКМВ по поводу кельвина сформулировано :

Кельвин останется единицей термодинамической температуры; но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения постоянной Больцмана равным в точности 1,380 6X·10 −23 , когда она выражена единицей СИ м 2 ·кг·с −2 ·К −1 , что эквивалентно Дж·К −1 .

Таким образом, будет выполняться точное равенство k =1,380 6X·10 −23 Дж/К . Следствием этого явится то, что кельвин станет равным изменению температуры, которое приводит к изменению энергии, приходящейся на одну степень свободы kT , то есть к 1,380 6X·10 −23 Дж.

В своей резолюции XXIV ГКМВ отметила также, что непосредственно после предполагаемого переопределения кельвина температура тройной точки воды останется равной 273,16 К, но при этом её значение приобретёт погрешность и в дальнейшем будет определяться экспериментально .

XXV ГКМВ, состоявшаяся в 2014 году, приняла решение продолжить работу по подготовке новой ревизии СИ, включающей переопределение кельвина, и наметила закончить эту работу к 2018 году с тем, чтобы заменить существующую редакцию Международной системы единиц (СИ) обновлённым вариантом на XXVI ГКМВ в том же году .

Кратные и дольные единицы

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI , англ. The SI Brochure ), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ) , десятичные кратные и дольные единицы кельвина образуются с помощью стандартных приставок СИ . «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации , предусматривает использование в РФ тех же приставок, но переведённых на русский язык .

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
10 1 К	декакельвин	даК	daK	10 −1 К	децикельвин	дК	dK
10 2 К	гектокельвин	гК	hK	10 −2 К	сантикельвин	сК	cK
10 3 К	килокельвин	кК	kK	10 −3 К	милликельвин	мК	mK
10 6 К	мегакельвин	МК	MK	10 −6 К	микрокельвин	мкК	µK
10 9 К	гигакельвин	ГК	GK	10 −9 К	нанокельвин	нК	nK
10 12 К	теракельвин	ТК	TK	10 −12 К	пикокельвин	пК	pK
10 15 К	петакельвин	ПК	PK	10 −15 К	фемтокельвин	фК	fK
10 18 К	эксакельвин	ЭК	EK	10 −18 К	аттокельвин	аК	aK
10 21 К	зеттакельвин	ЗК	ZK	10 −21 К	зептокельвин	зК	zK
10 24 К	иоттакельвин	ИК	YK	10 −24 К	иоктокельвин	иК	yK
применять не рекомендуется

Диаграмма перевода температур

Period = from:-50 till:110 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-50 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-50

At:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-40 color:lightline layer:back at:-20 color:lightline layer:back at:0 color:lightline layer:back at:20 color:lightline layer:back at:40 color:red layer:back at:60 color:lightline layer:back at:80 color:lightline layer:back at:100 color:lightline layer:back

Fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:Цельсий °C