Билет 16.1

1. Температура и её измерение. Абсолютная шкала температур.

Температура  — скалярная физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

Температура – интенсивная физическая величина, характеризующая состояние ТДС и определяющая направление теплообмена между частицами такой системы.

Температура - мера кинетической энергии движения молекул.

Температура не может быть измерена непосредственно. Об изменении температуры судят по изменению других физических свойств тел (объёма, давления, электрического сопротивления, ЭДС, интенсивности излучения и др.), однозначно с ней связанных (так называемых термометрических свойств). Количественно же температура определяется указанием способа ее измерения с помощью того или иного термометра. Такое определение ещё не фиксирует ни начало отсчета, ни единицу измерения температуры, поэтому любой метод измерения температуры связан с выбором температурной шкалы. Эмпирическая температура — это температура, измеренная в выбранной температурной шкале.

В термодинамике даётся определение температуры, которое не зависит от выбора термометрического свойства, использованного для её измерения (абсолютная температура). Существование равновесного состояния называют первым исходным положением термодинамики. Вторым исходным положением термодинамики называют утверждение о том, что равновесное состояние характеризуется некоторой величиной, которая при тепловом контакте двух равновесных систем становится для них одинаковой в результате обмена энергией. Эта величина называется температурой.

В статистической физике температура определяется как производная от энергии системы по её энтропии:

,

где S — энтропия, E — энергия термодинамической системы. 

Абсолютная шкала

Понятие абсолютной температуры было введено У. Томсоном (Кельвином), в связи с чем шкалу абсолютной температуры называют шкалой Кельвина или термодинамической температурной шкалой. Единица абсолютной температуры — кельвин (К).

Абсолютная шкала температуры называется так, потому что мера основного состояния нижнего предела температуры —абсолютный ноль, то есть наиболее низкая возможная температура, при которой в принципе невозможно извлечь из вещества тепловую энергию.

Абсолютный ноль определён как 0 K, что равно −273.15 °C.

Шкала температур Кельвина — это шкала, в которой начало отсчёта ведётся от абсолютного нуля.

Масштаб шкалы Кельвина привязан к тройной точке воды (273,16 К), при этом от неё зависит постоянная Больцмана. Это создаёт проблемы с точностью интерпретации измерений высоких температур.

Билет 17.1

1. Изотермический, изохорический и изобарный процессы. Универсальная газовая постоянная.

1.            

Изменение внутренней энергии идет за счет нагревания или охлаждения газа только при теплообмене со средой.

2.            

Внутренняя энергия изменяется за счет теплообмена и работы, совершенной над ТДС и самой ТДС.

3.            

При изотермическом процессе происходит преобразование энергии теплового движения среды в энергию движения тел

Универсальная газовая постоянная. Численно равна работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 К.

В Международной системе единиц (СИ) универсальная газовая постоянная равна  ^Дж⁄_{(моль∙К)}