Vad är en absolut skala?
Temperatur är ett mått på energi, med högre temperaturer som indikerar mer rörelse av molekyler eller kinetisk energi. Vanliga vågar inkluderar skalorna Fahrenheit och Celsius, var och en med ett känt antal grader eller steg mellan frys- och kokpunkten för vatten. En absolut skala använder inte samma referenspunkt, men baseras på noll som ett teoretiskt värde där molekyler inte har någon kinetisk energi. Vissa forskare tror att absolut noll aldrig kan nås, eftersom det som ett beräknat värde inte finns något sätt att mäta det.
Den brittiska fysikern William Thomson, eller Lord Kelvin, skapade en absolut skala på 1840-talet. På sin Celsius-skala fryser vatten vid en temperatur på 0 ° C och kokar vid 100 ° C. Kelvin beräknade att den absoluta låg temperaturgränsen är ungefär -273 ° C och kallade detta nollpunkten för hans skala. Hans skala använde samma temperaturökningar som Celsius-skalan och kallades Kelvin-skalan efter honom.
William Rankine föreslog en absolut skala på 1850-talet baserat på Fahrenheit snarare än Celsius-systemet. I denna skala fryser vatten vid en temperatur av 32 ° F och kokar vid 212 ° F. Han baserade sin skala på samma teoretiska nollpunkt som Kelvin, som är ungefär -459 ° F, och detta kallas Rankine-skalan.
En absolut skaletemperatur definierar molekylers rörelse snarare än en mätning av värmeenergi. När energin i en gas ökar eller minskar förändras trycket för gaser som hålls i en tät behållare. Att bestämma gasernas egenskaper innebär mätningar av temperaturer och tryck i jämförelse med kända standardvärden, med absolut noll som referens. Dessa egenskaper kan vara viktiga för analys av gasblandningar eller egenskaper hos gaser eller andra material vid kryogena eller extremt låga temperaturer.
En annan egenskap hos material är deras trippelpunkt. Detta är en temperatur och tryck där materialet kan existera i alla tre faser; fast, gas och vätska. Ett exempel på trippelpunkt är vatten som har en trippelpunkt vid 273 ° K, vilket är samma som dess normala fryspunkt på 32 ° F eller 0 ° C. Detta förklarar hur frost kan bildas på kalla nätter, eftersom vattenmolekylerna under vissa förhållanden kan flytta direkt från ett gasstillstånd till ett fast ämne, eller tvärtom.
Processen att passera från fast substans direkt till gas kallas sublimering. Isbitar som sakta försvinner i en frys sublimerar vatten direkt till en ånga från fast is. En annan vanlig kemikalie som sublimerar är torris eller fryst koldioxid, som ändras direkt från ett fast ämne till gas utan att smälta. Den här egenskapen kan vara användbar för låg temperatur industriella processer eller kylning, där vätskor kan skapa hanteringsproblem.
Många ämnen har mycket låga trippeltemperaturer, vilket gör en absolut skala viktig för deras mätning. Separation av gaser för industriella ändamål kräver mycket låga temperaturer, ofta uppmätta i absoluta termer. Gaser som helium har en trippelpunkt mycket nära absolut noll, vilket gör det användbart som referens för andra gaser.