Türkçe Bilgi logo TürkçeBilgi

Mutlak Sıcaklık

Kısaca: mutlak sıcaklık olarak tanımlanan T\equiv (k \beta)^-1 büyüklüğünün iki önemli fiziksel sonucu vardır. ...devamı ☟

mutlak sıcaklık olarak tanımlanan T\equiv (k \beta)^ büyüklüğünün iki önemli fiziksel sonucu vardır. * Ayrı ayrı dengede bulunan ve aynı değerdeki büyüklüklerle tanımlanan iki sistem birbirlerine dokunduğunda denge korunur ve hiçbir enerji alışverişi olmaz. * Sistemleri tanımlayan büyüklükler farklı ise sistemler birbirine dokundurulduğunda enerji alışverişi olur. Ayrı olarak dengede olan A, B ve C sistemlerini gözönüne alalım. C, A'ya ve C, B'ye dokundurulduğunda aralarında enerji alışverişi olmuyorsa, \beta_A=\beta_C ve \beta_B=\beta_C eşitliği doğrudur. Bu bize termodinamiğin sıfırıncı yasasını verir, bu yasa " İki sistem bir üçüncü sistemle ısısal dengede ise, bu iki sistem birbirleri ile ısısal dengededir " ifadesiyle verilir. İki sistemin dengede olma koşulunu veren sıfırıncı yasa, sistemler birbirlerine dokundurulduklarında ısı alışverişi yapıp yapmayacaklarını test edebileceğimiz, termometre adı verilen deneme sistemlerine temel sağlar. Böyle bir M termometresi şu iki kurala uymalıdır. * M termometresi etkileşmeye bırakıldığında değişen tek bir parametresi olmalıdır. Buna \theta diyelim. \theta büyüklüğüne "termometrik büyüklük" denir. * M termometresi, ölçüm yapacağı sistemlerden çok daha küçük boyutlarda seçilmelidir ki ölçüm yaptığı sistemin toplam enerjisinde büyük değişikliklere neden olmasın. Sonuçta A ve B sistemleriyle sırasıyla dengeye gelmeye bırakılan M sistemi (termometresi) A ve B için \theta büyüklüğünü belirler. Buna göre A ve B'nin birbirlerine dokundurulduklarında enerji alışverişi yapıp yapmayacağı anlaşılır.

Mutlak sıcaklık

Burada konu edilen sıcaklık M sisteminin kendisine bağlı olduğu için oldukça rastgeledir. Bu kavramı mutlak duruma getirmek için \beta kavramını anlamak gerekir. Bir M termometresinde, \beta büyüklüğü, \theta termometrik büyüklüğünün bir fonksiyonu olsun. Bu termometrenin bir A sistemiyle ısısal dengede ise, denge durumunda \beta = \beta_A olur. E sistemin toplam enerjisi ve \Omega girilebilir durumlarının sayısı olmak üzere, \beta (E)=\frac=\frac\frac termometre, A sisteminin temel özelliği olan enerji ile girilebilir durumlarının parçalı artışını ölçer. Başka bir N termometresi \theta ^\prime termometrik büyüklüğünün ve \beta ^\prime büyüklüğünün fonksiyonu olsun. N termometresi A sistemine dokundurulduğunda denge durumunda \beta ^\prime = \beta olur. \beta büyüklüğü, bir termometrenin "termometrik büyüklüğü" ise, aynı \beta'yla verilen her termometre aynı A sisteminin sıcaklığını eşit değerde gösterir. Termometrenin gösterdiği sıcaklık değeri aynı zamanda üzerinde ölçüm yapılan sistemin "girilebilir durumlarının sayısı"nı verir. Bu sonuca bağlı olarak \beta'nın bir fonksiyonu olarak "tanımlanan" T \equiv (k \beta)^ büyüklüğüne mutlak sıcaklık denir.

Mutlak sıcaklığın özellikleri

\beta (E)=\frac=\frac\frac denklemine göre, mutlak sıcaklık, k Boltzmann sabiti ve \Omega (E) sistemin E ile E+\delta E enerji aralığındaki girilebilir durumlarının sayısı olmak üzere, \frac\equiv \beta \equiv \frac tanımıyla verilir. \Omega (E) herhangi bir sistemde E enerjisinin hızlı artan bir fonksiyonu olduğu için yukarıdaki denklemde \beta > 0 , (T > 0) olmasını gerektirir. * Özellik 1: Herhangi bir sistemin mutlak sıcaklığı sıfırdan büyüktür. Gelişigüzel bir sistemde \Omega (E)'nin, E enerjisinin hızlı artan bir fonksiyonu olması yaklaşık olarak, f sistemin serbestlik derecesi ve E_0 taban durumu enerjisi olmak üzere, \Omega (E) \propto (E - E_0)^f olmalıdır. Sonuç olarak \ln \Omega \propto f \ln (E - E_0) + sabit \beta \equiv \frac\sim \frac olup, ve de T'nin büyüklüğü serbestlik derecesi başına düşen ortalama enerjiye eşit alınabildiğinden, kT \equiv \frac \sim \frac - E_0} bulunur. * Özellik 2: kT büyüklüğü, T mutlak sıcaklığına sahip sistem için yaklaşık olarak sistemin serbestlik derecesi başına düşen ortalama enerjiye denktir. Isısal etkileşmede bulunan sistemlerin dengede olma koşulu sistemlerin mutlak sıcaklık büyüklüklerinin eşit olmasıdır. Buna göre, etkileşen sistemlerin toplam enerjileri, sistemlerin serbestlik dereceleri başına düşen enerjiler herbiri için eşit olacak şekilde paylaşılır. T büyüklüğü, sistemin E enerjisiyle değişir. Çünkü, \beta büyüklüğü \ln \Omega - E uzayında çizilen fonksiyonun eğimidir. Bunu tanımlayan matematiksel bağıntı \frac < 0 şeklindedir. Aynı sonuç \beta'nın matematiksel tanımından da çıkarılabilir. * Özellik 3: Bir sistemin mutlak sıcaklığı, sistemin enerjisinin artan bir fonksiyonudur. İlk üç özelliğin sonucu olarak * Özellik 4: İki sistem ısısal etkileşmeye girdiklerinde, "pozitif ısı" ("pozitif enerji") akışı mutlak sıcaklığı görece büyük olandan küçük olan sisteme doğrudur. İstatistik fiziğin tanımlarıyla çelişmeyen şu ifade de doğrudur; Mutlak sıcaklığı küçük olan sistem mutlak sıcaklığı büyük olan sisteme "negatif ısı" aktarır.

Ayrıca bakınız

* Sıcaklık * Mutlak sıfır

Kaynaklar

* Landau L.D., Lifshitz E.M., Statistical Physics Part 1, Pergamon Press 1959, Chapter 2 * Reif F., Statistical Physics, Berkeley Physics Lectures, Chapter 3 and 4 ,

Kaynaklar

Vikipedi

Bu konuda henüz görüş yok.
Görüş/mesaj gerekli.
Markdown kullanılabilir.

Mutlak sıcaklık
2 yıl önce

β {\displaystyle \beta } büyüklüğünün veya mutlak sıcaklık ya da termodinamik sıcaklık olarak tanımlanan T ≡ ( k β ) − 1 {\displaystyle T\equiv (k\beta...
Sıcaklık
2 yıl önce

Sıcaklık, bir cismin sıcaklığının ya da soğukluğunun bir ölçüsüdür. Gazlar için kinetik enerji, mutlak sıcaklık dereceleriyle orantılıdır. Duyularla algılanmakta...

Sıcaklık, Sıcaklık
Mutlak Sıfır
2 yıl önce

Mutlak sıfır, bir maddenin moleküllerinin entropisinin minimum değerine ulaştığı teorik sıcaklıktır. 0 Kelvin, –273,15 °Celsius, 0 °Rankine ve -459,67 °Fahrenhayta...

Mutlak sıfır, Mutlak sıfır
Renk sıcaklığı
6 yıl önce

fotoğrafçılık, görüntüleme, yayımcılık ve imalatta farklı amaçlarla kullanılmaktadır. Mutlak sıcaklık birimi olan kelvin cinsinden ifade edilmektedir....
Mutlak nem
2 yıl önce

"maksimum nem" olarak da tanımlanabilir. Mutlak nem buharlaşma olanaklarına bağlıdır. Özellikle yüksek sıcaklıkta ve buharlaşmaya elverişli yüzeylerde fazla...

Mutlak nem, Bağıl nem, Buhar, Ekvator, Gram, Hava, Kış, Yaz, Kutuplar
Isı
2 yıl önce

kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Gazlar için kinetik enerji, mutlak sıcaklık dereceleriyle orantılıdır. Yani ısı bir enerji, sıcaklık ise bir ölçüdür....

Isı, Isı
Heike Kamerlingh Onnes
2 yıl önce

Franklin Madalyası (1915) Süperiletken Akmazlık Onnes etkisi Mutlak sıfır Sıcaklık Mutlak sıcaklık Sıvı Helyum ^ *e-kimya.com. "8-A grubu elementleri". 25...
Planck sıcaklığı
6 yıl önce

ölçeğin büyüklüğü 1'e eşittir ve değeri mutlak sıfırın 0 olduğu değerdir. Diğer sıcaklık birimleri Planck sıcaklık birimlerine dönüştürülebilir. Örneğin...