Kas ir absolūtais mērogs?

Britu fiziķis Viljams Tomsons jeb lords Kelvins 1840. gados izveidoja absolūto mērogu. Pēc Celsija skalas ūdens sasalst 0 ° C temperatūrā un vārās 100 ° C temperatūrā. Kelvins aprēķināja, ka absolūtā zemās temperatūras robeža ir aptuveni -273°C, nosaucot to par savas skalas nulles punktu. Viņa skalā tika izmantoti tādi paši temperatūras pieaugumi kā Celsija skalai, un viņa vārdā tika nosaukta Kelvina skala.

Viljams Rankins ierosināja absolūto skalu 1850. gados, pamatojoties uz Fārenheita, nevis Celsija sistēmu. Šajā skalā ūdens sasalst 32 ° F temperatūrā un vārās 212 ° F temperatūrā. Viņš balstīja savu skalu uz to pašu teorētisko nulles punktu kā Kelvins, kas ir aptuveni -459 ° F, un to sauc par Rankine skalu.

Absolūtā skalas temperatūra nosaka molekulu kustību, nevis siltumenerģijas mērījumu. Palielinoties vai samazinoties enerģijai gāzē, spiediens mainīsies gāzēm, kas tiek turētas noslēgtā traukā. Gāzu īpašību noteikšana ietver temperatūras un spiediena mērījumus, salīdzinot ar zināmajām standarta vērtībām, izmantojot absolūto nulli kā atsauci. Šīs īpašības var būt svarīgas, lai analizētu gāzu maisījumus vai gāzu vai citu materiālu īpašības kriogēnās vai ārkārtīgi zemās temperatūrās.

Vēl viena materiālu īpašība ir to trīspunkts. Tā ir temperatūra un spiediens, kurā materiāls var pastāvēt visās trīs fāzēs; cieta, gāze un šķidrums. Trīskāršā punkta piemērs ir ūdens, kura trīskāršais punkts ir pie 273°K, kas ir tāds pats kā tā parastajam sasalšanas punktam 32°F vai 0°C. Tas izskaidro, kā aukstās naktīs var veidoties sals, jo ūdens molekulas noteiktos apstākļos var tieši no gāzes stāvokļa pāriet uz cietu vai otrādi.

Procesu, kas pāriet no cietas vielas tieši uz gāzi, sauc par sublimāciju. Ledus gabaliņi, kas lēnām pazūd saldētavā, sublimē ūdeni tieši līdz tvaikiem no cieta ledus. Vēl viena izplatīta ķīmiska viela, kas sublimē, ir sausais ledus vai sasaldēts oglekļa dioksīds, kas tieši no cietas pārvēršas gāzē, nekusot. Šis īpašums var būt noderīgs zemas temperatūras rūpnieciskiem procesiem vai saldēšanai, kur šķidrumi var radīt apstrādes problēmas.

Daudzām vielām ir ļoti zema trīspunktu temperatūra, tāpēc to mērījumiem ir svarīga absolūta skala. Gāzu atdalīšanai rūpnieciskiem nolūkiem nepieciešama ļoti zema temperatūra, ko bieži mēra absolūtos skaitļos. Tādām gāzēm kā hēlija trīskāršais punkts ir ļoti tuvu absolūtajai nullei, kas padara to noderīgu kā atsauci citām gāzēm.