Молекулярная физика. Курс физики, часть 1. Морозов В.Г - 11 стр.

ñìåñüþ ëüäà, ïîâàðåííîé ñîëè è íàøàòûðÿ7 . Ñîâðåìåííàÿ øêàëà Öåëüñèÿ áûëà
ïðåäëîæåíà â 1742 ãîäó.  íåé â êà÷åñòâå îïîðíûõ òî÷åê èñïîëüçóþòñÿ "òðîé-
íàÿ òî÷êà âîäû" (ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ ìåæäó ëüäîì, âîäîé è âîäÿíûì ïàðîì) è
òî÷êà êèïåíèÿ âîäû.  ôèçèêå ÷àùå èñïîëüçóåòñÿ øêàëà Êåëüâèíà (äðóãèå íàçâà-
íèÿ: "àáñîëþòíàÿ øêàëà òåìïåðàòóð" è "ãàçîâàÿ øêàëà òåìïåðàòóð"). Ýòà øêàëà
ñïåöèàëüíî âûáðàíà òàê, ÷òîáû óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ èäåàëüíîãî ãàçà (óðàâíåíèå
Êëàïåéðîíà-Ìåíäåëååâà) èìåëî âèä (1.3).
   Ïðèâåäåííûå êðàòêèå ñâåäåíèÿ èç èñòîðèè òåìïåðàòóðû ïîêàçûâàþò, ÷òî ôàê-
òè÷åñêè ýòî ïîíÿòèå ââîäèëîñü îïåðàöèîííî, ò.å. ïî ñïîñîáó èçìåðåíèÿ âåëè÷è-
íû, êîòîðóþ ìû íàçûâàåì òåìïåðàòóðîé. Äî ñåðåäèíû 19 âåêà îáúåêòèâíûé ñìûñë
òåìïåðàòóðû îñòàâàëñÿ íåÿñíûì. Äàæå â ôèçèêå íå áûëî ÷åòêîãî ðàçëè÷èÿ ìåæ-
äó ïîíÿòèÿìè "òåìïåðàòóðà" è "òåïëîòà". Òî÷íîå òåðìîäèíàìè÷åñêîå îïðåäåëåíèå
òåìïåðàòóðû áûëî äàíî íåìåöêèì ôèçèêîì Êëàóçèóñîì â 1848 ãîäó. Çäåñü ìû
ëèøü êðàòêî îñòàíîâèìñÿ íà ýòîì îïðåäåëåíèè, òàê êàê áîëåå äåòàëüíîå îáñóæäå-
íèå íåâîçìîæíî áåç èçó÷åíèÿ çàêîíîâ òåðìîäèíàìèêè.
   Òåðìîäèíàìè÷åñêîå ïîíÿòèå òåìïåðàòóðû òåñíî ñâÿçàíî ñ ïîíÿòèÿìè òåïëîâî-
ãî êîíòàêòà ìåæäó ñèñòåìàìè è òåïëîâîãî ðàâíîâåñèÿ ìåæäó ñèñòåìàìè.
 ñîâðåìåííîé òåðìîäèíàìèêå ïîä òåïëîâûì êîíòàêòîì ïîíèìàåòñÿ îáìåí ýíåðãèåé
ìåæäó ñèñòåìàìè íà "ìîëåêóëÿðíîì óðîâíå", ò.å. áåç ìàêðîñêîïè÷åñêîãî ïåðåìåùå-
íèÿ ÷àñòåé ñèñòåì è îáìåíà ÷àñòèöàìè. Èíà÷å ãîâîðÿ, òåïëîâîé êîíòàêò ïðîèñõîäèò
÷åðåç ãðàíèöó ìåæäó ñèñòåìàìè, ãäå ìîëåêóëû îäíîé ñèñòåìû íåïîñðåäñòâåííî âçà-
èìîäåéñòâóþò ñ ìîëåêóëàìè äðóãîé ñèñòåìû. Ïðîñòîé ïðèìåð òåïëîâîãî êîíòàêòà
ñèñòåì A è B  èçìåðåíèå òåìïåðàòóðû ìåäèöèíñêèì òåðìîìåòðîì. Â äàííîì
ñëó÷àå ñèñòåìà A  òåðìîìåòð, ñèñòåìà B  ÷åëîâå÷åñêîå òåëî. Åñëè òåïëîâîãî
êîíòàêòà ñèñòåìû ñ îêðóæåíèåì íåò, òî ñèñòåìà íàçûâàåòñÿ èçîëèðîâàííîé (èëè
òåïëîèçîëèðîâàííîé)8 .
   Ïðåäñòàâèì ñåáå òåïëîèçîëèðîâàííóþ ñèñòåìó, ñîñòîÿùóþ èç äâóõ "ïîäñèñòåì"
(èëè ÷àñòåé) A è B , ìåæäó êîòîðûìè èìååòñÿ òåïëîâîé êîíòàêò. Òîãäà, êàê ìû óæå
îòìå÷àëè, ñ òå÷åíèåì âðåìåíè âñÿ ñèñòåìà ïðèäåò â ðàâíîâåñíîå ñîñòîÿíèå  ýòî
îäèí èç îñíîâíûõ ïîñòóëàòîâ ìîëåêóëÿðíîé ôèçèêè. Ìåæäó ïîäñèñòåìàìè A è B
ïðåêðàòèòñÿ îáìåí ýíåðãèåé, ò.å., êàê ãîâîðÿò, óñòàíîâèòñÿ òåïëîâîå ðàâíîâåñèå.
Ïîä÷åðêíåì, ÷òî ïðåêðàùåíèå îáìåíà ýíåðãèåé â òåïëîâîì ðàâíîâåñèè ñëåäóåò ïî-
íèìàòü â ìàêðîñêîïè÷åñêîì ñìûñëå. Íà ìèêðîñêîïè÷åñêîì óðîâíå îáìåí ýíåðãèåé
ìåæäó ìîëåêóëàìè ïðîäîëæàåòñÿ, íî ïðîöåññ ïåðåäà÷è ýíåðãèè îò ñèñòåìû A ê
ñèñòåìå B è îáðàòíûé ïðîöåññ â ñðåäíåì êîìïåíñèðóþò äðóã äðóãà.
   Ýêñïåðèìåíò ïîêàçûâàåò, ÷òî òåïëîâîå ðàâíîâåñèå îáëàäàåò ñëåäóþùèì âàæ-
íûì ñâîéñòâîì9 . Ïðåäïîëîæèì, ÷òî ñèñòåìà A íàõîäèòñÿ â òåïëîâîì ðàâíîâåñèè
ñ ñèñòåìîé B è ñèñòåìîé C , ò.å. ïðèâåäåíèå A â òåïëîâîé êîíòàêò ñ B è ñ C ïî
îòäåëüíîñòè íå ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ èõ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ. Òîãäà
ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ñèñòåìû B è C òàêæå íàõîäÿòñÿ â òåïëîâîì ðàâíîâåñèè.
  7 Íåñìîòðÿ  íà ïðîèçâîë â âûáîðå îïîðíûõ òî÷åê, øêàëà Ôàðåíãåéòà äî ñèõ ïîð
ïîïóëÿðíà â íåêîòîðûõ ñòðàíàõ (â ÷àñòíîñòè, â ÑØÀ). Íîðìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà
÷åëîâå÷åñêîãî òåëà ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 98 o F.
  8 Ïðèìåð òåïëîèçîëèðîâàííîé ñèñòåìû  òåðìîñ.
  9 Ñâîéñòâî, î êîòîðîì ïîéäåò ðå÷ü, ìàòåìàòèêè íàçûâàþò òðàíçèòèâíîñòüþ.




                                      10