Hvad er en absolut skala?
Temperatur er en måling af energi, hvor højere temperaturer indikerer mere bevægelse af molekyler eller kinetisk energi. Almindelige skalaer inkluderer Fahrenheit og Celsius skalaer, der hver har et kendt antal grader eller trin mellem frysepunktet og kogepunkterne i vandet. En absolut skala bruger ikke det samme referencepunkt, men er baseret på nul som en teoretisk værdi, hvor molekyler ikke har nogen kinetisk energi. Nogle forskere mener, at absolut nul aldrig kan nås, for som en beregnet værdi er der ingen måde at måle det på.
Den britiske fysiker William Thomson eller Lord Kelvin skabte en absolut skala i 1840'erne. På sin Celsius-skala fryser vand ved en temperatur på 0 ° C og koges ved 100 ° C. Kelvin beregnet, at den absolutte lave temperaturgrænse er ca. -273 ° C, hvilket kalder dette nulpunktet for hans skala. Hans skala brugte de samme temperaturforøgelser som Celsius-skalaen og blev opkaldt Kelvin-skalaen efter ham.
William Rankine foreslog en absolut skala i 1850'erne baseret på Fahrenheit snarere end Celsius-systemet. På denne skala fryser vand ved en temperatur på 32 ° F og koges ved 212 ° F. Han baserede sin skala på det samme teoretiske nulpunkt som Kelvin, som er ca. -459 ° F, og dette er kendt som Rankine-skalaen.
En absolut skala temperatur definerer molekylers bevægelse snarere end en måling af varmeenergi. Når energien i en gas øges eller formindskes, ændres trykket for gasser, der holdes i en forseglet beholder. Bestemmelse af gassenes egenskab involverer måling af temperaturer og tryk i sammenligning med kendte standardværdier med absolut nul som reference. Disse egenskaber kan være vigtige til analyse af gasblandinger eller egenskaber af gasser eller andre materialer ved kryogene eller ekstremt lave temperaturer.
En anden egenskab ved materialer er deres tredobbelte punkt. Dette er en temperatur og et tryk, hvor materialet kan eksistere i alle tre faser; fast stof, gas og væske. Et eksempel på tredobbelt punkt er vand, der har et tredobbelt punkt ved 273 ° K, hvilket er det samme som dets normale frysepunkt på 32 ° F eller 0 ° C. Dette forklarer, hvordan frost kan dannes på kolde nætter, fordi vandmolekylerne under visse betingelser kan flytte direkte fra en gasstilstand til et fast stof, eller omvendt.
Processen med at gå fra fast stof direkte til gas kaldes sublimering. Isterninger, der langsomt forsvinder i en fryser, sublimerer vand direkte til en damp fra fast is. Et andet almindeligt kemikalie, der sublimerer, er tøris eller frosset kuldioxid, der skifter direkte fra et fast stof til gas uden at smelte. Denne egenskab kan være nyttig til industrielle processer eller køling ved lav temperatur, hvor væsker kan skabe håndteringsproblemer.
Mange stoffer har meget lave tredobbeltemperaturer, hvilket gør en absolut skala vigtig for deres måling. Adskillelse af gasser til industrielle formål kræver meget lave temperaturer, ofte målt i absolutte termer. Gasser som helium har et tredobbelt punkt meget tæt på absolut nul, hvilket gør det nyttigt som reference for andre gasser.