Δραστηριότητα 10

Προσδιορισμός σε βαθμούς Κ του μηδενός 0 °C της κλίμακας Κελσίου

Από το νόμο των ιδανικών αερίων προκύπτει ότι το μηδέν της κλίμακας Κελβίν (απόλυτο μηδέν), είναι εκείνη η θερμοκρασία, που καθώς την πλησιάζει μια ποσότητα ιδανικού αερίου, ο όγκος της V ή η πίεση της Ρ αντίστοιχα τείνει στο μηδέν και ενώ διατηρούμε σταθερή την πίεση ή τον όγκο της επειδή όπως είδαμε ΔT=ΔΘ με τη βοήθεια της σχέσης 4γ παίρνουμε τη σχέση: [pic]

Κατασκευάζουμε στη συνέχεια ένα θερμόμετρο αερίου σταθερής πίεσης ως εξής:

Σε ένα καθαρό άδειο μπουκαλάκι βάζουμε ένα καλαμάκι, στο οποίο προηγουμένως έχουμε τοποθετήσει μια σταγόνα νερό, και ακολούθως το σφραγίζουμε με πλαστελίνη (Εικ. Ι.).

Στη συνέχεια τοποθετούμε το μπουκαλάκι σε ένα δοχείο με νερό θερμοκρασίας περιβάλλοντος Tα και σημειώνουμε τη θέση της σταγόνας στο καλαμάκι Vα.

Ακολούθως, τοποθετούμε το μπουκαλάκι σε δοχείο με νερό και πάγο Tτ (0 °C) και σημειώνουμε τη νέα θέση της σταγόνας VΤ. (Εικ. II).

Από τη σχέση (α) βρίσκουμε την Tτ (θερμοκρασία μηδενός σε Κ). Επειδή, όπως είδαμε, είναι Τ = 273,15 + θ, έπεται ότι η τιμή που βρήκαμε εκφράζει επίσης και την τιμή του απόλυτου μηδενός σε °C. Επειδή στη σχέση (III) οι μονάδες του όγκου απαλείφονται, μπορούμε να εκφράσουμε τους όγκους VT και ΔV σε αυθαίρετες μονάδες όγκου. (Θεωρήστε ως μονάδα όγκου τον όγκο που έχει το καλαμάκι).