Temperaturskalen
Wenn Sie ein Thermometer verwenden, müssen Sie eine Skala mit Zahlen an der Rohrwand markieren. Wir müssen eine Temperaturskala definieren . Eine Temperaturskala ist eine Möglichkeit, die Temperatur relativ zu einem Startpunkt (0 oder Null) und einer Maßeinheit zu messen .
Diese Zahlen sind willkürlich und historisch wurden viele verschiedene Schemata verwendet. Dazu wurden beispielsweise einige physikalische Vorkommnisse bei bestimmten Temperaturen (z. B. Gefrier- und Siedepunkt von Wasser ) definiert und als 0 bzw. 100 definiert.
Es gibt verschiedene Skalen und Einheiten zur Temperaturmessung. Am häufigsten sind:
Absoluter Nullpunkt
Die absolute Temperaturskala , die der Celsius-Skala entspricht, wird als Kelvin-Skala (K) bezeichnet, und die absolute Skala, die der Fahrenheit-Skala entspricht, wird als Rankine-Skala (R) bezeichnet. Die Nullpunkte auf beiden absoluten Skalen repräsentieren den gleichen physikalischen Zustand. Die Beziehungen zwischen der absoluten und der relativen Temperaturskala sind in den folgenden Gleichungen dargestellt.
Kelvin – Celsius
K = ° C + 273,15
° C = K – 273,15
Rankine – Fahrenheit
R = ° F + 460
° F = R – 460
Absoluter Nullpunkt
Eine solche Skala hat ihren Nullpunkt . Die kälteste theoretische Temperatur wird als absoluter Nullpunkt bezeichnet , bei dem die thermische Bewegung von Atomen und Molekülen ihr Minimum erreicht. Dies ist ein Zustand, in dem die Enthalpie und Entropie eines abgekühlten idealen Gases ihren Minimalwert von 0 erreicht. Klassischerweise wäre dies ein Zustand der Bewegungslosigkeit , aber die Quantenunsicherheit schreibt vor, dass die Teilchen immer noch eine endliche Nullpunktsenergie besitzen . Der absolute Nullpunkt wird auf der Kelvin-Skala als 0 K, auf der Celsius-Skala als –273,15 ° C und auf der Fahrenheit-Skala als –459,67 ° F bezeichnet .
Absoluter Nullpunkt und dritter Hauptsatz der Thermodynamik
Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik besagt:
Die Entropie eines Systems nähert sich einem konstanten Wert, wenn sich die Temperatur dem absoluten Nullpunkt nähert.
Basierend auf empirischen Beweisen besagt dieses Gesetz, dass die Entropie einer reinen kristallinen Substanz beim absoluten Nullpunkt der Temperatur 0 K Null ist und dass es mit keinem noch so idealisierten Verfahren möglich ist, die Temperatur eines Systems zu senken in einer endlichen Anzahl von Schritten auf den absoluten Nullpunkt. Dies ermöglicht es uns, einen Nullpunkt für die Wärmeenergie eines Körpers zu definieren.
Niedrigste künstliche Temperatur
Laut Guiness World Records liegt die niedrigste künstliche Temperatur, die bisher erreicht wurde, bei 450 Picokelvin über dem absoluten Nullpunkt (nur ein halbes Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt). Dies wurde von einem Wissenschaftlerteam am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Massachusetts, USA, erreicht.
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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.
