absolutt temperatur

Absolutt temperatur oppfattes vanligvis som et mål på den indre energien til et system. Den indre energien kalles også den termiske energien. Jo fortere molekylene beveger seg, desto større er bevegelsesenergien deres, og jo høyere er temperaturen til systemet. Hvis molekylene står stille, er den absolutte temperaturen lik null.

Den absolutte temperaturen angis i kelvin (K). Ved 0 K har systemet ingen termisk energi, det vil si at molekylene er i ro med null potensiell energi og null bevegelsesenergi. Vi kaller denne temperaturen det absolutte nullpunkt. Dette er en tenkt tilstand som er uoppnåelig i praksis.

Betegnelsen termodynamisk temperatur brukes gjerne når man fokuserer på at denne temperaturen angir hvor stor del av den termiske energien i et system – for eksempel en gass – som kan omsettes som mekanisk arbeid.

Denne måten å oppfatte absolutt temperatur på innebærer at det ikke kan eksistere systemer med negativ absolutt temperatur.

Ny definisjon

I 1950-årene ble det oppdaget at for systemer der molekylene ikke kan ha ubegrenset stor energi, er ikke denne definisjonen av absolutt temperatur dekkende. Det kommer av at i slike systemer har ikke temperaturen bare sammenheng med den termiske energien, med også med entropien.

Dette gjorde det nødvendig å bruke en mer generell definisjon av absolutt temperatur:

Den absolutte temperaturen, T, til et system som får en entropiendring når det tilføres en energi, er definert som

T = energiendring/entropiendring

Her forutsettes det at endringene er svært små.

Matematisk lyder definisjonen slik: Én delt på den termodynamiske temperaturen er lik den partielt deriverte av entropien med hensyn på energien.

Temperaturskalaen knyttet til denne definisjonen av temperatur kan omtales som ‘den utvidete Kelvinskalaen’, men vanligvis droppes ordet ‘utvidet’.

Etter denne definisjonen er det mulig for et system å ha negativ absolutt temperatur. Det er tilfelle dersom systemets entropi avtar med økende indre energi. Dette er bare mulig for systemer med en øvre grense for energien til en partikkel i systemet.

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg