TERMODYNAMICKÁ TEPLOTA

Vložíme-li lžičku do horkého čaje, po určité době je teplota lžičky a čaje stejná - nastane rovnovážný stav. těleso o teplotě t1 kapalina o teplotě t2 Tělesům, které jsou při vzájemném styku v rovnovážném stavu, přiřazujeme stejnou teplotu.

Vložíme-li lžičku do horkého čaje, po určité době je teplota lžičky a čaje stejná - nastane rovnovážný stav. Mění-li tělesa po uvedení do vzájemného styku své původní stavy, na začátku děje měly různé teploty.

Zavedení veličiny teplota umožňují poznatky o rovnovážném stavu. Existenci této veličiny předpokládá druhý postulát termodynamiky: Tělesům, která jsou při vzájemném styku v rovnovážném stavu, přiřazujeme stejnou teplotu. K měření veličiny teplota je tedy zapotřebí zvolit srovnávací těleso, sestrojit teplotní stupnici, stanovit jednotku teploty.

Teploměr je porovnávací těleso, sloužící k určení teploty. Rtuťový teploměr Bimetalický teploměr Využívá poznatek, že se změnou rovnovážného stavu se mění stavové veličiny tělesa, např. objem, tlak ...

Teploměr je porovnávací těleso, sloužící k určení teploty. Rtuťový teploměr Bimetalický teploměr Při měření ve skutečnosti pozorujeme jinou veličinu např. objem kapaliny.

Postup při měření teploty: - těleso, jehož teplotu chceme změřit, uvedeme do vzájemného styku s teploměrem, - počkáme na vytvoření rovnovážného stavu mezi tělesem a teploměrem, - po vzniku rovnovážného stavu je teplota tělesa stejná jako teplota teploměru, - přečteme teplotu na teploměru. ttělesa=t1 tteploměru=t2 ttělesa=tteploměru t1=t2

Celsiova teplotní stupnice Má dva základní body při tlaku p = 101325 Pa: 1. rovnovážný stav vody a ledu, 2. rovnovážný stav vody a její syté páry.

Celsiova teplotní stupnice Mezi teplotami 0oC a 100oC je stupnice rozdělená na 100 stejných dílků.

Anders Celsius (1788 - 1827), švédský fyzik

Termodynamická teplotní stupnice - značka veličiny T, - jednotka [T]= K (kelvin), - má jeden základní bod - trojný bod vody - rovnovážný stav soustavy led + voda + sytá pára, - tomuto rovnovážnému stavu je přiřazena termodynamická teplota Tr = 273,16 K, - 1 kelvin (K) definujeme jako 1/273,16 termodynamické teploty trojného bodu vody.

Lord Kelvin of Largs Wiliam Thomson,(1824 -1907), anglický fyzik

Měření termodynamické teploty Využívá se poznatků o plynech: - plyny se rozpínají téměř stejně - tlak plynu je za stálého objemu přímo úměrný termodynamické teplotě - k měření T lze využít plynový teploměr

Plynový teploměr Skládá se z nádoby naplněné plynem spojené s otevřeným kapalinovým manometrem.

Plynový teploměr Tlak p plynu v nádobě teploměru je přímo úměrný jeho termodynamické teplotě T za stálého objemu plynu.

Převod stupňů Celsia na kelviny a naopak 100oC 373,15 K 0oC 273,15 K t = ({T} – 273,15)oC -100oC 173,15 K -273,15 oC 0 K Teplotní rozdíl Dt = t2 – t1 je stejný jako DT=T2 – T1.

Mezinárodní praktická teplotní stupnice EIPT 68 Teplota trojného bodu rovnovážného vodíku 13,81 -259,340 varu neónu 20,28 -252,870 trojného bodu kyslíku 54,361 -218,789 varu kyslíku 90,188 -182,962 trojného bodu vody 273,16 0,01 varu vody 373,15 100,00 tuhnutí zinku 692,73 419,58 tuhnutí zlata 1337,58 1064,43

Řešte úlohu: Vyjádřete teploty 200 K; 855,5 K; 7,1 K v oC. -73 oC, 582,4 oC, -266 oC

Řešte úlohu: Vyjádřete teploty -5 oC; 31,5 oC; 1420 oC v kelvinech. 268 K, 304,6 K, 1693 K

Test 1 Tělesa, již jsou při vzájemném styku v rovnovážném stavu: a) přiřazujeme teplotu t = 0 oC, b) přiřazujeme rozdílnou teplotu, c) přiřazujeme stejnou teplotu, d) přiřazujeme teplotu t = 100 oC. 1

Test 2 Mění-li tělesa po uvedení do vzájemného styku své původní rovnovážné stavy, na začátku děje měla: a) různé teploty, b) stejné teploty, c) podobné teploty, d) teploty t1= 0 oC a T1 = -273,16 K. 2

Test 3 Základní body Celsiovy teplotní stupnice jsou: a) teploty 0 oC a 100 oC, b) teploty -100 oC a 100 oC, c) teploty 0 oC a 1 oC, d) teploty -1oC a 1oC. 3

Test 4 Teplota 0oC je teplota: a) rovnovážného stavu vody a ledu při tlaku p = 101325 Pa, b) rovnovážného stavu vody a její syté páry při tlaku p = 101325 Pa, c) rovnovážného stavu vody a ledu při tlaku p = 0 Pa, d) rovnovážného stavu vody a její syté páry při tlaku p = 0 Pa. 4

Test 5 Teplota 100oC je teplota: a) rovnovážného stavu vody a ledu při tlaku p = 101325 Pa, b) rovnovážného stavu vody a její nasycené páry při tlaku p = 101325 Pa, c) rovnovážného stavu vody a ledu při tlaku p = 0 Pa, d) rovnovážného stavu vody a její nasycené páry při tlaku p = 0 Pa. 5

Test 6 Rovnovážný stav soustavy led+voda+nasycená pára se nazývá: a) trojný bod ledu, b) trojrovnovážný stav, c) trojný bod vody, d) trojný bod nasycené páry. 6

Test 7 Jednotka termodynamické teploty kelvin je definována jako: a) teplota rovnovážného stavu vody a ledu, b) 1/273,16 celsiovy teploty trojného bodu vody, c) rovnovážného stavu vody a její syté páry, d) 1/273,16 termodynamické teploty trojného bodu vody. 7