مقیاس دمای کلوین
دید کلی
تاریخچه
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
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
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