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
/خ


تبلیغات در راسخون
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.
موارد بیشتر برای شما
رکورد جهانی سرعت اسکیت‌بورد شکسته شد + فیلم
play_arrow
رکورد جهانی سرعت اسکیت‌بورد شکسته شد + فیلم
اظهارات انتخاباتی نتانیاهو : هرگز با ایران هسته‌ای کنار نمی‌آیم + فیلم
play_arrow
اظهارات انتخاباتی نتانیاهو : هرگز با ایران هسته‌ای کنار نمی‌آیم + فیلم
تهدید دوباره ترامپ علیه ایران: باید مطمئن شویم نابود شده‌اند + فیلم
play_arrow
تهدید دوباره ترامپ علیه ایران: باید مطمئن شویم نابود شده‌اند + فیلم
فضای غبارآلود شهر پاریس پس از حمله پلیس فرانسه با گاز اشک آور به دانش آموزان + فیلم
play_arrow
فضای غبارآلود شهر پاریس پس از حمله پلیس فرانسه با گاز اشک آور به دانش آموزان + فیلم
سوپرگل یامال به بتیس با یک دریبل تماشایی + فیلم
play_arrow
سوپرگل یامال به بتیس با یک دریبل تماشایی + فیلم
دفتر گردشگری لیون فرانسه به آتش کشیده شد + فیلم
play_arrow
دفتر گردشگری لیون فرانسه به آتش کشیده شد + فیلم
واکنش رئیس دفتر شهید رئیسی به اظهارات رئیس هلال احمر درباره سقوط بالگرد + فیلم
play_arrow
واکنش رئیس دفتر شهید رئیسی به اظهارات رئیس هلال احمر درباره سقوط بالگرد + فیلم
ربات انسان‌نمای غول‌پیکر چینی با قابلیت حمل ۵۰۰ کیلوگرم بار + فیلم
play_arrow
ربات انسان‌نمای غول‌پیکر چینی با قابلیت حمل ۵۰۰ کیلوگرم بار + فیلم
لحظه مصدومیت شدید امیلیانو مارتینز پس از برخورد هولناک در لیگ برتر + فیلم
play_arrow
لحظه مصدومیت شدید امیلیانو مارتینز پس از برخورد هولناک در لیگ برتر + فیلم
عضو کمیسیون امنیت ملی مجلس: ترامپ قمارباز است و به خاطر همین هر دم یک حرفی می‌زند + فیلم
play_arrow
عضو کمیسیون امنیت ملی مجلس: ترامپ قمارباز است و به خاطر همین هر دم یک حرفی می‌زند + فیلم
توضیحات جدید رئیس هلال احمر درباره شهادت ابراهیم رئیسی: لوکیشن‌هایی که می‌دادند همه اشتباه بود + فیلم
play_arrow
توضیحات جدید رئیس هلال احمر درباره شهادت ابراهیم رئیسی: لوکیشن‌هایی که می‌دادند همه اشتباه بود + فیلم
ویدیویی دیگر از تست خودروی پرنده تسلا + فیلم
play_arrow
ویدیویی دیگر از تست خودروی پرنده تسلا + فیلم
جی‌دی ونس: فکر می‌کنم در درگیری با ایران، ۲۰ نفر از سربازان و نیروهای سایر بخش‌های ارتش خود را از دست داده‌ایم + فیلم
play_arrow
جی‌دی ونس: فکر می‌کنم در درگیری با ایران، ۲۰ نفر از سربازان و نیروهای سایر بخش‌های ارتش خود را از دست داده‌ایم + فیلم
ژنرال بازنشسته آمریکا: احتمال آغاز جنگی تازه در خاورمیانه + فیلم
play_arrow
ژنرال بازنشسته آمریکا: احتمال آغاز جنگی تازه در خاورمیانه + فیلم
کارشناس آمریکایی: حتی بمب‌های سنگرشکن آمریکا هم شاید نتوانند تأسیسات زیرزمینی ایران را نابود کنند + فیلم
play_arrow
کارشناس آمریکایی: حتی بمب‌های سنگرشکن آمریکا هم شاید نتوانند تأسیسات زیرزمینی ایران را نابود کنند + فیلم