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
اگر هنگام دعا کلمات را اشتباه بخوانیم چه می شود؟
اگر هنگام دعا کلمات را اشتباه بخوانیم چه می شود؟
تاجرنیا فدراسیون را تهدید کرد: جام را ندهید، سراغ فیفا و AFC می‌رویم
play_arrow
تاجرنیا فدراسیون را تهدید کرد: جام را ندهید، سراغ فیفا و AFC می‌رویم
خیابان‌های نیویورک پس از طوفان شدید به رودخانه تبدیل شدند
play_arrow
خیابان‌های نیویورک پس از طوفان شدید به رودخانه تبدیل شدند
قالیباف: عراق در آستانه خروج نهایی نیروهای خارجی و تثبیت حاکمیت مستقل خود است
play_arrow
قالیباف: عراق در آستانه خروج نهایی نیروهای خارجی و تثبیت حاکمیت مستقل خود است
ویدیویی از لپ‌تاپ دوربین‌دار شیائومی با قابلیت‌های عجیب!
play_arrow
ویدیویی از لپ‌تاپ دوربین‌دار شیائومی با قابلیت‌های عجیب!
خواهر عمران خان: برادرم در زندان تحت شکنجه است
play_arrow
خواهر عمران خان: برادرم در زندان تحت شکنجه است
عدد شوکه‌کننده برای بازسازی انستیتو پاستور
play_arrow
عدد شوکه‌کننده برای بازسازی انستیتو پاستور
ناکامی گروهک مسلح در ورود به مرزهای جنوب شرق کشور
play_arrow
ناکامی گروهک مسلح در ورود به مرزهای جنوب شرق کشور
ادعای ایلان ماسک : کمتر از یکسال تا بازگرداندن بینایی با تراشه مغزی
play_arrow
ادعای ایلان ماسک : کمتر از یکسال تا بازگرداندن بینایی با تراشه مغزی
رای‌دهنده قدیمی جمهوری‌خواه خطاب به ترامپ: «استعفا بده؛ داری کشور را نابود می‌کنی»
play_arrow
رای‌دهنده قدیمی جمهوری‌خواه خطاب به ترامپ: «استعفا بده؛ داری کشور را نابود می‌کنی»
لحظه عجیب تشنج یک ربات انسان‌نما
play_arrow
لحظه عجیب تشنج یک ربات انسان‌نما
حضور معنادار قالیباف بر سر مزار شهید رئیسعلی دلواری
play_arrow
حضور معنادار قالیباف بر سر مزار شهید رئیسعلی دلواری
تصاویری از معارفه رسمی رونالدینیو در راونا ایتالیا
play_arrow
تصاویری از معارفه رسمی رونالدینیو در راونا ایتالیا
نمای خیره‌کننده فضانوردان در حال راهپیمایی فضایی
play_arrow
نمای خیره‌کننده فضانوردان در حال راهپیمایی فضایی
سیمای امام زمان(عج) از دیدگاه قرآن
سیمای امام زمان(عج) از دیدگاه قرآن