Номер 9, страница 148 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

9. Как определяется единица температуры — кельвин — в Международной системе единиц?

8. Тройная точка вещества — это строго определённые значения температуры и давления, при которых это вещество может одновременно и равновесно существовать в трёх фазах — твёрдой, жидкой и газообразной.

На фазовой диаграмме (графике зависимости состояния вещества от температуры и давления) тройная точка представляет собой точку, где пересекаются линии равновесия между тремя фазами: линия плавления (равновесие твёрдое тело – жидкость), линия кипения (равновесие жидкость – газ) и линия сублимации (равновесие твёрдое тело – газ). В этой точке все три фазы находятся в термодинамическом равновесии, что означает, что количество вещества в каждой из фаз остаётся неизменным при отсутствии внешнего воздействия.

Наиболее известным примером является тройная точка воды. Она достигается при температуре $T = 273,16$ К ($0,01$ °C) и давлении $p = 611,657$ Па. Именно тройная точка воды до 2019 года служила основой для определения единицы температуры — кельвина. У каждого вещества, способного существовать в трёх агрегатных состояниях, есть своя уникальная тройная точка.

Ответ: Тройная точка — это уникальное для каждого вещества сочетание температуры и давления, при котором в термодинамическом равновесии сосуществуют все три его агрегатных состояния: твёрдое, жидкое и газообразное.

9. Единица температуры в Международной системе единиц (СИ) — кельвин (К) — определяется на основе фундаментальной физической постоянной.

Согласно последней реформе СИ, вступившей в силу 20 мая 2019 года, кельвин определяется путём фиксации численного значения постоянной Больцмана $\text{k}$. Постоянная Больцмана связывает температуру с энергией частиц в системе.

Официальное определение звучит так: кельвин определяется через фиксацию численного значения постоянной Больцмана $\text{k}$ равным в точности $1,380649 \times 10^{-23}$, когда она выражена в единице СИ Дж⋅К⁻¹, что эквивалентно кг⋅м²⋅с⁻²⋅К⁻¹.

Это означает, что один кельвин — это такое изменение термодинамической температуры $\text{T}$, которое приводит к изменению тепловой энергии $\text{kT}$ на величину $1,380649 \times 10^{-23}$ Дж. Такой подход делает определение кельвина более универсальным и точным, поскольку оно больше не зависит от свойств конкретного вещества (как было раньше, когда кельвин был привязан к тройной точке воды), а основано на неизменной константе природы.

Ответ: Кельвин определяется путём фиксации численного значения постоянной Больцмана $\text{k}$ равным в точности $1,380649 \times 10^{-23}$ Дж/К.