Hva er en absolutt skala?
Temperatur er et mål på energi, med høyere temperaturer som indikerer mer bevegelse av molekyler, eller kinetisk energi. Vanlige skalaer inkluderer Fahrenheit- og Celsius-skalaene, hvor hver har et kjent antall grader eller trinn mellom frysepunktet og kokepunktene for vann. En absolutt skala bruker ikke det samme referansepunktet, men er basert på null som en teoretisk verdi der molekyler ikke har kinetisk energi. Noen forskere mener at absolutt null aldri kan nås, for som en beregnet verdi er det ingen måte å måle det på.
Den britiske fysikeren William Thomson, eller Lord Kelvin, skapte en absolutt skala på 1840-tallet. På sin Celsius-skala fryser vann ved en temperatur på 0 ° C og koker ved 100 ° C. Kelvin beregnet at den absolutte lavtemperaturgrensen er omtrent -273 ° C, og kalte dette nullpunktet for hans skala. Hans skala brukte de samme temperaturøkningene som Celsius-skalaen, og ble kalt Kelvin-skalaen etter ham.
William Rankine foreslo en absolutt skala på 1850-tallet basert på Fahrenheit snarere enn Celsius-systemet. I denne skalaen fryser vann ved en temperatur på 32 ° F og koker ved 212 ° F. Han baserte sin skala på det samme teoretiske nullpunktet som Kelvin, som er omtrent -459 ° F, og dette er kjent som Rankine-skalaen.
En absolutt skalertemperatur definerer bevegelsen av molekyler, snarere enn en måling av varmeenergi. Når energien i en gass øker eller synker, vil trykket endre seg for gasser som holdes i en forseglet beholder. Å bestemme egenskapen til gasser innebærer måling av temperaturer og trykk i forhold til kjente standardverdier, med absolutt null som referanse. Disse egenskapene kan være viktige for analyse av gassblandinger, eller egenskaper til gasser eller andre materialer ved kryogene eller ekstremt lave temperaturer.
En annen egenskap til materialer er deres trippelpunkt. Dette er en temperatur og trykk der materialet kan eksistere i alle tre faser; fast stoff, gass og væske. Et eksempel på trippelpunkt er vann, som har et tredoelpunkt ved 273 ° K, som er det samme som det normale frysepunktet på 32 ° F eller 0 ° C. Dette forklarer hvordan frost kan danne seg på kalde netter, fordi vannmolekylene under visse forhold kan bevege seg direkte fra en gasstilstand til et fast stoff, eller omvendt.
Prosessen med å gå fra faststoff direkte til gass kalles sublimering. Isbiter som sakte forsvinner i en fryser sublimerer vann direkte til en damp fra fast is. Et annet vanlig kjemisk stoff som sublimerer er tørris eller frosset karbondioksid, som endres direkte fra et fast stoff til gass uten å smelte. Denne egenskapen kan være nyttig for lave temperaturer industrielle prosesser eller kjøling, der væsker kan skape håndteringsproblemer.
Mange stoffer har veldig lave trippeltemperaturer, noe som gjør en absolutt skala viktig for deres måling. Separasjon av gasser til industrielle formål krever svært lave temperaturer, ofte målt i absolutte vilkår. Gasser som helium har et tredoelpunkt veldig nær absolutt null, noe som gjør det nyttig som referanse for andre gasser.