پرسش

با سلام میخواستم بدانم دمای 273- راچگونه اندازه گرفته اند من شنیده ام با استفاده از نمودار به دست اورده اند ولی این نمودار چگونه است لطفا کامل با نمودار راهنمایی کنید

پاسخ

با عرض سلام خدمت شما کاربر گرامی:

قانون سوم ترمودینامیك بیان می كند كه دسترسی به صفر مطلق امكان ناپذیر است و ما هرگز نمی توانیم به صفر مطلق برسیم. در عمل نیز همین طور است. هنوز دانشمندان نتوانسته اند به دمای صفر مطلق یا 273- درجه سانتیگراد برسند.
اما می توان شرایطی فراهم كرد كه به نزدیكی های صفر مطلق رسید و دانشمندان با این روش ها به دمای 3 درجه كلوین رسیده اند.
اثری داریم به نام اثر ژول-تامسون. آزمایش مربوط به این اثر به این صورت است كه سیستمی داریم منزوی، یعنی امكان تبادل گرما و كار با محیط ندارد. این سیستم بهوسیله یك جداره كه دارای سوراخ های بسیار ریزی است، به دو قسمت تقسیم شده است. در دو طرف این سیستم دو دما و فشار نامساوی داریم، T1,T2,P1,P2 . در این سیستم، ضریبی تعریف می شود به نام ضریب ژول-تامسون كه ما می خواهیم ببینیم این ضریب، مثبت ، منفی یا صفر است. این ضریب به صورت تغییرات دما در اثر تغییرات فشار تعریف می شود:
(T2-T1)/ (P2-P1 ) = ضریب ژول-تامسون
طی انجام آزمایشاتی كه بیان آنها و روابط ترمودینامیكی مربوط به آن ها در سطح دانش كتب دبیرستان نمی باشد، مشخص می شود كه این ضریب برای گازهای كامل صفر است، اما در عمل به دلیل برهم كنش بین ذرات گازها، گاز كامل نداریم و این ضریب ممكن است مثبت یا منفی باشد. اما در طی انجام آزمایش، فشار به صورت تدریجی كاهش می یابد این كاهش فشار، سبب می شود برای بیشتر گازها،دما نیز كاهش یابد. به استثنای ئیدروزن و هلیم كه در اثر افت فشار در شرایط آزمایش و در دمای معمولی دچار افزایش دما می شوند. اما هنگامی كه این گازها خیلی سرد شوند، به دمایی می رسیم كه خاصیت این دو گاز تغییر می كند و این دو گاز نیز در اثر افت فشار ، دچار افت دما می شوند. دمایی كه این خاصیت تغییر می كند، دمای وارونگی نامیده می شود.
برای سرد كردن و رساندن ئیدروژن و هلیم به دمای وارونگی، از گاز نیتروژن استفاده می شود. گاز نیتروزن در اثر كاهش فشار در شرایط سیستم منزوی، را می توان به دمای 180- درجه سانتیگراد رساند. سپس نیتروژن سرد شده را با ئیدروژن برخورد می دهند تا به دمای زیر وارونگی برسد. بعد عمل انبساط یا كاهش فشار را برای ئیدروژن انجام می دهند. ئیدروژن بسیار سرد می شود، سپس هلیم را كه دمای وارونگی آن پایین تر است را با ئیدروژن برخورد می دهند تا به دمای وارونگی برسد. سپس عمل انبساط و افت فشار را برای هلیم انجام می دهند تا افت دما روی دهد. به این ترتیب به 3 درجه كلوین یا 270- درجه سانتیگراد می توان رسید.

اما در مورد نمودار آن با بخش فیزیک مشاوره نمایید.

پیروز و سربلند باشید.