Номер 1.1, страница 4 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

I. Внутренняя энергия - номер 1.1, страница 4.

Условие.

1.1 Чему равен нуль по абсолютной шкале температур (0 К), выраженный в градусах Цельсия ($^{\circ}$C), если температура кипения воды составляет 373,15 К или 100 $^{\circ}$C?

Решение.

Дано:

Температура кипения воды по шкале Кельвина, $T_{кип} = 373,15$ К

Температура кипения воды по шкале Цельсия, $t_{кип} = 100$ °С

Абсолютный нуль температуры, $T_{0} = 0$ К

Перевод в СИ:

Единицы измерения (Кельвин и градус Цельсия) являются стандартными для измерения температуры и не требуют перевода для данного расчета.

Найти:

Значение абсолютного нуля температуры по шкале Цельсия, $t_{0}$ — ?

Решение:

Шкала Кельвина (абсолютная шкала температур) и шкала Цельсия связаны линейным соотношением, поскольку размер единицы температуры (один кельвин и один градус Цельсия) у них одинаков. Различие заключается только в выборе точки отсчета (нуля). Общая формула связи имеет вид:

$T = t + C$

где $\text{T}$ — температура в кельвинах (К), $\text{t}$ — температура в градусах Цельсия (°С), а $\text{C}$ — постоянная, равная разнице между нулем шкалы Кельвина и нулем шкалы Цельсия.

Для определения этой постоянной воспользуемся данными из условия задачи о температуре кипения воды. Подставим известные значения в формулу:

$373,15 = 100 + C$

Отсюда выразим и найдем константу $\text{C}$:

$C = 373,15 - 100 = 273,15$

Таким образом, точная формула для перевода температуры из градусов Цельсия в кельвины выглядит так:

$T(К) = t(°С) + 273,15$

Теперь мы можем найти, какой температуре по шкале Цельсия соответствует абсолютный нуль ($\text{0}$ К). Подставим $T = 0$ К в полученное уравнение:

$0 = t_{0} + 273,15$

Решая это уравнение относительно $t_{0}$, получаем:

$t_{0} = -273,15$ °С

Ответ: абсолютный нуль ($\text{0}$ К) равен $-273,15$ °С.