مقیاس دمای کلوین

مقیاس کلوین در پی کشف چرخه کارنو صورت گرفت. این مقیاس نیز مانند سایر مقیاسها نظیر سلسیوس و ... باید نقطه مرجعی داشته باشد در این مقاله در مورد ارتباط مقیاس کلوین با چرخه کارنو و نیز نقطه مرجع آن صحبت خواهیم کرد.
دوشنبه، 5 بهمن 1388
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
مقیاس دمای کلوین
مقیاس دمای کلوین
مقیاس دمای کلوین






دید کلی

مقیاس کلوین در پی کشف چرخه کارنو صورت گرفت. این مقیاس نیز مانند سایر مقیاسها نظیر سلسیوس و ... باید نقطه مرجعی داشته باشد در این مقاله در مورد ارتباط مقیاس کلوین با چرخه کارنو و نیز نقطه مرجع آن صحبت خواهیم کرد.

مقیاس دمای کلوین

تاریخچه

می‌دانیم که یکای دما نخست بطور مصنوعی ظهور کرد: به نقطه جوش آب عدد 100 نسبت دادند، این انتخاب پیامدهای مهمی داشت. عدد ثابت گازها ، ژول بر درجه R = 8.3157 ، در قانون کلاپیرون - مندلیف ظاهر شد. معنای دما توجه ویلیام تامسون که بعدا لرد کلوین نامیده شد را جلب کرد. او در سال (1228/1848) دریافت که قضیه کارنو یک اصل تابعی ساده ولی مهم در بر دارد.
متأسفانه ، به رغم زیبایی نظری مقیاس کلوین ، در عمل استفاده از چرخه کارنو کار سختی است، ضروری بود که روش دیگری برای اندازه گیزی دما پیدا شود. بعد از کارهای کلوین مسئله دما از لحاظ نظری نسبتا روشن شد. اندیشه مقیاس با یک نقطه مرجع را مندلیف در سال (1252/1873) مطرح کرد. اندیشه مندلیف بعد از یک وقفه 70 ساله (به شکل نسبتا بهتری) عملی شد و از بی نهایت که نام مندلیف نیز به مقیاس دماسنجی مدرن گره می‌خورد.

دمای کلوین و چرخه کارنو

متعاقب قضیه کارنو ، کلوین متوجه شد که اگر در چرخه کارنو کار انجام یافته ، فقط به دمای منبع سرما و منبع گرما بستگی داشته باشد می‌شود، مقیاس دمای جدیدی وضع کرد که مستقل از خواص ماده کار باشد. چرخه کارنو را می توان وسیله‌ای به نظر آورد که اندازه گیری نسبت دماهای T1 و T2 را میسر می‌کند. برای رسیدن به این امر ، باید تساوی زیر را در نظر گرفت:
T1/T2 = φ1/φ2
با اندازه گیری نسبت مقدار گرمایی که از جسم گرم گرفته می‌شود و آنکه به منبع سرما انتقال می یابد، نسبت دماهای منبع گرم و سرد بدست می‌آید. بدینسان ، اگر بتوان چرخه کارنو را برای دو جسم (منبع سرما و گرما) به کار انداخت، می‌توان نسبت دماهای این دو جسم را تعیین کرد. مقیاس دمایی را که بدین سان تعریف شد، مقیاس دمای مطلق نامیدند. برای آنکه به دمای مطلق (در مقابل نسبت دو دما) ، عدد معینی نسبت دهیم باید، مقدار دما در یک نقطه روی مقیاس مطلق جدید را تغییر دهیم، یعنی لازم است ابتدا دمای یک نقطه معین به دلخواه تعیین شود. بعد از این ، در اصل ، با بکار بردن چرخه کارنو مقدار هر دمای دیگر تعیین می‌شود.

مقیاس دمای کلوین

مقیاس دمای کلوین

بکار بردن یک نقطه مرجع ، به عنوان مثال نقطه ذوب یخ و اندازه گیری دما از روی نسبت فشارها که با معادله حالت به یکدیگر ارتباط دارند می‌توانست ساده‌تر باشد. بدیهی است، انتخاب نقطه ذوب یخ ، به عنوان نقطه مرجع ، کاملا مناسب نیست. زیرا این نقطه تابع فشار است و معمولا نمی‌توان آنرا بصورت قابل اعتماد تکرار کرد.
در نتیجه امروزه ، به عنوان نقطه مرجع ، نقطه سه گانه آب را بکار می‌برند. این نقطه دمایی است که در آن سه حالت آب ، بخار آب و یخ در تعادلند. در هر دما بخار آب روی یخ فشار معینی را اعمال می‌کند، اگر دما به تدریج بالا رود، در لحظه‌ای که یخ شروع به آب شدن می‌کند، هر سه فاز به حال تعادل در می‌آیند. این حالت با دمای0.01 سانتیگراد متناظر است.
نقطه 0.01 سانتیگراد را می‌توان در آزمایشگاه نسبتا آسان تولید کرد و از اینرو آن را نقطه مرجع مقیاس ترمودینامیکی انتخاب کرده‌اند و دقیقا برابر 273.15 درجه کلوین قرار داده‌اند. صفر قراردادی مقیاس سیلسیوس برابر است با 273.16 درجه کلوین ، این عدد را از این نظر انتخاب کرده‌اند تا دما روی مقیاس جدید عملا بر مقیاس دو نقطه مرجع پیشین منطبق باشد.
منبع: http://atwis.com


نظرات کاربران
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
مقالات مرتبط
موارد بیشتر برای شما
فلسفه وقف در اسلام؛ از خیر لحظه‌ای تا خیر ماندگار
فلسفه وقف در اسلام؛ از خیر لحظه‌ای تا خیر ماندگار
بازدید سرلشکر عبداللهی از یک سایت‌ تولید زیرزمینی موشک
play_arrow
بازدید سرلشکر عبداللهی از یک سایت‌ تولید زیرزمینی موشک
روایت نایب‌رئیس دوم ‌مجلس از اختاپوس حاکم بر صنعت خودرو
play_arrow
روایت نایب‌رئیس دوم ‌مجلس از اختاپوس حاکم بر صنعت خودرو
رکوردشکنی شهروند روس با پرش از لایه‌های بالایی جَو
play_arrow
رکوردشکنی شهروند روس با پرش از لایه‌های بالایی جَو
ساخت محیط سه بعدی با قابلیت جدید هوش مصنوعی
play_arrow
ساخت محیط سه بعدی با قابلیت جدید هوش مصنوعی
سوپر گل دام بالارد بازیکن بریستول به بیرمنگهام با پشت پا
play_arrow
سوپر گل دام بالارد بازیکن بریستول به بیرمنگهام با پشت پا
دبیر شورای‌عالی امنیت ملی: ترامپ می‌خواهد بازی جدیدی به‌نام جنگ اقتصادی راه بیندازد که حسابش را خواهیم رسید
play_arrow
دبیر شورای‌عالی امنیت ملی: ترامپ می‌خواهد بازی جدیدی به‌نام جنگ اقتصادی راه بیندازد که حسابش را خواهیم رسید
تاکر کارلسون: اسرائیل با سلاح آمریکایی فلسطینی‌ها را قتل‌عام می‌کند
play_arrow
تاکر کارلسون: اسرائیل با سلاح آمریکایی فلسطینی‌ها را قتل‌عام می‌کند
روایت دبیر شورای‌عالی امنیت ملی از پیشنهاد جدید نتانیاهو به ترامپ
play_arrow
روایت دبیر شورای‌عالی امنیت ملی از پیشنهاد جدید نتانیاهو به ترامپ
یک ربات انسان‌نما از چین، رکورد اوسین بولت را شکست
play_arrow
یک ربات انسان‌نما از چین، رکورد اوسین بولت را شکست
مرشایمر: ترامپ می‌خواهد جنگ لبنان را از ایران جدا کند، اما نتانیاهو آتش‌بس نمی‌خواهد
play_arrow
مرشایمر: ترامپ می‌خواهد جنگ لبنان را از ایران جدا کند، اما نتانیاهو آتش‌بس نمی‌خواهد
وزیر خزانه‌داری آمریکا مانند یک گانگستر دیگر کشورها را تهدید می‌کند!
play_arrow
وزیر خزانه‌داری آمریکا مانند یک گانگستر دیگر کشورها را تهدید می‌کند!
فواز جرجیس: ایران، ونزوئلا و کوبا نیست؛ ایران بیش از ۴۰ سال تحت تحریم بوده / فشار آمریکا دیگر برای تهران تازگی ندارد!
play_arrow
فواز جرجیس: ایران، ونزوئلا و کوبا نیست؛ ایران بیش از ۴۰ سال تحت تحریم بوده / فشار آمریکا دیگر برای تهران تازگی ندارد!
ربع رشیدی و درس‌های وقف‌نامه‌ای که جهان را شگفت‌زده کرد
ربع رشیدی و درس‌های وقف‌نامه‌ای که جهان را شگفت‌زده کرد
وقفِ انسان، نه وقفِ اشیاء؛ روایت بنیاد فرهنگی البرز و شصت سال سرمایه‌گذاری بر نخبگان ایران
وقفِ انسان، نه وقفِ اشیاء؛ روایت بنیاد فرهنگی البرز و شصت سال سرمایه‌گذاری بر نخبگان ایران