صفر مطلق

الصفر المطلق تعني الحالة التي تكون درجة حرارة المادة فيها أقل ما يمكن ان تصل اليه. وتقضي بان ذرات أوجزيئات المادة تكون لها أقل طاقة في تلك الحالة. اكتشف العلماء ان أقل درجة حرارة يمكن الوصول اليها هي 273.15 درجة سيلزيوس تحت الصفر. تم الوصول إلى معرفة هذا القياس بالاعتماد على العلاقة الطردية بين درجة حرارة غاز ما وضغطه وبالتجربة تبين أن ضغط الغاز يساوي صفرا عند درجة حرارة 273.15 درجة سيلسيوس تحت الصفر.
يسمى مقياس الحرارة الذي له قيمة صفر عند درجة الصفر المطلق بمقياس حرارة مطلق. وهناك مقياس واحد يطابق هذا الوصف وهو مقياس كلفن. الرقم صفر على هذا المقياس يساوي الصفر المطلق أو (0 كلفن) ولا تستعمل كلمة درجة للقياس به.
مقياس كلفن مرتبط بمقياس سيلزيوس حيث ان كل واحد درجة سيلزيوس تساوي واحد كلفن، ولكن الفرق سيلزيوس يبدأ عد درجات الحرارة من -273.15 أما كلفن فيبدأ من 0، وهكذا يمكن معرفة درجة حرارة سيلسيوس من كلفن بتنقيص 273.15 من كلفن والعكس بالعكس. فاذا افترضنا ان درجة حرارة مادة تساوي 50 كلفن فانها تساوي أيضا 50-273.15 فيكون الناتج -223.15 درجة سيلسيوس.
يعتقد الفيزيائيين ان درجة الحرارة لا يمكن ان تصل إلى الصفر المطلق تماما، وأقل درجة حرارة تم الوصول اليها هي واحد في الالف مليون من الدرجة تحت الصفر المطلق.ويحاولون العلماء لان اثبات عمليا الصفر المطلق للغاز والذى تنعدم عندة ضغط الغاز وحجمة على تدرج كلفن.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

بعض أنواع التدريج لدرجات الحرارة

وهناك عدة أنواع من الترمومترات تيعا لنوع الماة الترمومترية المستخدمة ,فمنها الترمومتر السائل , والترمومتر الغازي والترمومتر الصلب. وفي جميع الأنواع يتم اختيار صفة فيزيائية تتغير بتغير درجة الحرارة(الحجم, ضغط. كثافة ,مقاومة) ومن خلال قياس التغير في هذه الصفة يمكن تعيين درجة الحرارة. ولكي تحدد الترمومترات المختلفة نفس درجة الحرارة تدرج بناء على نقاط مختارة لاجسام تكون درجة حرارتها ثابتة دائما في الظروف المعتادة مثل درجة انصهار الجليد ودرجة غليان الماء تحت الضغط العياري وبناء على ذلك فهناك عدة تدريجات:

1- التدريج السيليزي (Celsius Scale) :

صممه العلم السويدي اندرس سيلسيوس وفيه اعتبر درجة انصهار الجليد تحت الضغط العياري هي الصفر. ودرجة غليان الماء تحت الضغط العياري هي 100° وقسم المسافة بينهما إلى 100 قسم متساو, كل قسم يعادل درجة واحدة سيليزية.

2- التدريج الفهرنهيتي (Fahrenheit Scale) :

صممه العالم جابريل فهرنهيت ,حيث اعتبر أبرد درجة حرارة في انجلترا (وتبلغ20° C-) هي الصفر, ودرجة حرارة الانسان هي 100° وقسم المسافة بينهما إلى 100 قسم متساو كل قسم يعادل درجة فهرنهيتية واحدة (1°F) .

عند مقارنة هذا المقياس بالمقياس السيليزي كانت درجة انصهار الجليد تقابل 32°F, ودرجة غليان الماء تقابل 212°F, وبالتالي عند التحويل من السيليزي (Tc) إلى الفهرنهيتي(Fc) نستخدم العلاقة التالية:

1- Tc × 9/5 + 32 = Tf

وعند التحويل من الفهرنهيتي إلى السيليزي نستخدم العلاقة التالية:

2-( Tf – 32 ) × 9/5 = Tc

3 -التدريج المطلق أو الكلفني (Absolute or Kelvin Scale) :

صممه اللورد كيلفن حيث اعتبر درجة الحرارة التي ينعدم عندها الطاقة الداخلية للمادة هي الصفر , وتقابل هذه الدرجة في التدريج السيليزي -273.15° , وبإهمال الكسور فإنه يمكن الحصول على الدرجة الكلفنية (المطلقة) من العلاقة:

T°k= Tc + 273 , T°c = T°k – 273

وبذلك تكون درجة انصهار الجليد تقابل على التدريج الكلفني273°K ودرجة غليان الماء 373° K.

الصفر المطلق: هو درجة الحرارة التي ينعدم عندها ضغط كمية معينة من الغاز عند ثبات حجمها. أو هو درجة الحرارة التي ينعدم عندها حجم كمية معينة من الغاز عند ثبات ضغطها


أنظر أيضاً