Co je absolutní měřítko?
Teplota je měření energie, přičemž vyšší teploty ukazují větší pohyb molekul nebo kinetické energie. Mezi běžné měřítka patří stupnice Fahrenheita a Celsia, z nichž každý má známý počet stupňů nebo přírůstků mezi body zmrazení a varu vody. Absolutní stupnice nepoužívá stejný referenční bod, ale je založen na nule jako teoretickou hodnotu, kde molekuly nemají kinetickou energii. Někteří vědci se domnívají, že absolutní nulu nelze nikdy dosáhnout, protože jako vypočítaná hodnota neexistuje žádný způsob, jak ji měřit. Ve své Celsiové stupnici voda zamrzne při teplotě 0 ° C a vaří při 100 ° C. Kelvin vypočítal, že absolutní limit nízké teploty je přibližně -273 ° C, což nazývá nulový bod jeho stupnice. Jeho stupnice použila stejné přírůstky teploty jako Celsia Scale a byla po něm jmenována stupnicí Kelvin.
William RankIne navrhl v 50. letech 20. století absolutní měřítko založené spíše na Fahrenheitu než na systému Celsia. V tomto měřítku voda zamrzne při teplotě 32 ° F a vaří při 212 ° F. Směrem založil na stejném teoretickém nulovém bodě jako Kelvin, který je přibližně -459 ° F, a to se nazývá Rankine Scale.
Teplota absolutního měřítka definuje spíše pohyb molekul než měření tepelné energie. Jak se energie v plynu zvyšuje nebo snižuje, tlak se změní u plynů udržovaných v uzavřené nádobě. Stanovení vlastnosti plynů zahrnuje měření teplot a tlaků ve srovnání se známými standardními hodnotami, s absolutní nulou jako odkaz. Tyto vlastnosti mohou být důležité pro analýzu směsí plynu nebo vlastností plynů nebo jiných materiálů při kryogenních nebo extrémně nízkých teplotách.
Dalším majetkem materiálů je jejich trojitá váhat. Jedná se o teplotu a tlak, kde může materiál existovat ve všech třech fázích; pevná, plyn a kapalina. Příkladem trojitého bodu je voda, která má trojitý bod při 273 ° K, což je stejné jako jeho normální bod mrazu 32 ° F nebo 0 ° C. To vysvětluje, jak se mráz může tvořit za chladných nocí, protože molekuly vody za určitých podmínek se mohou pohybovat přímo z plynového stavu na pevnou nebo naopak.
Proces přechodu z pevné látky přímo na plyn se nazývá sublimace. Kostky ledu, které pomalu zmizí v mrazáku, sublimizují vodu přímo na páru z pevného ledu. Další běžnou chemickou látkou, která sublimuje, je suchý led nebo zmrazený oxid uhličitý, který se mění přímo z pevné látky na plyn bez tání. Tato vlastnost může být užitečná pro průmyslové procesy nebo chlazení nízké teploty, kde by kapaliny mohly způsobit problémy s manipulací.
Mnoho látek má velmi nízké teploty trojitého bodu, což je pro jejich měření důležitou absolutním měřítkem.Oddělení plynů pro průmyslové účely vyžaduje velmi nízké teploty, často měřené absolutně. Plyny, jako je helium, mají trojitý bod velmi blízký absolutní nule, což je užitečné jako odkaz na jiné plyny.