Номер 7, страница 18 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

7. Что такое абсолютный нуль температуры?

7. Абсолютный нуль температуры — это минимальный теоретический предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной. При этой температуре энергия теплового движения частиц вещества (атомов, молекул) достигает своего минимального значения, возможного в рамках законов квантовой механики.

В рамках классической термодинамики, при абсолютном нуле тепловое движение частиц прекращается, и их кинетическая энергия становится равной нулю. Однако, с точки зрения квантовой механики, даже при абсолютном нуле частицы совершают так называемые «нулевые колебания», обусловленные принципом неопределенности Гейзенберга. Поэтому их энергия не равна нулю, а принимает минимально возможное значение, называемое нулевой энергией.

Абсолютный нуль служит точкой отсчета для абсолютной температурной шкалы (шкалы Кельвина). По этой шкале абсолютному нулю соответствует температура $0$ К (ноль кельвинов). По шкале Цельсия абсолютному нулю соответствует температура $-273,15$ °C.

Согласно третьему началу термодинамики, достижение температуры абсолютного нуля в реальном физическом процессе невозможно. К ней можно лишь асимптотически приближаться.

Ответ: Абсолютный нуль температуры — это самая низкая возможная температура, при которой тепловое движение частиц материи затухает до минимального уровня, определяемого квантовыми эффектами. Она равна $0$ К по шкале Кельвина и $-273,15$ °C по шкале Цельсия.

8. Связь между температурой по абсолютной шкале (шкале Кельвина) и температурой по шкале Цельсия выражается простым соотношением. Шкала Кельвина является абсолютной термодинамической шкалой, где за ноль принят абсолютный нуль температуры. Шкала Цельсия привязана к реперным точкам воды: $0$ °C — температура плавления льда, $100$ °C — температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении.

Размер единицы температуры в обеих шкалах одинаков: изменение температуры на 1 кельвин ($1$ К) в точности равно изменению температуры на 1 градус Цельсия ($1$ °C). Шкалы просто сдвинуты относительно друг друга на $273,15$ единицы.

Формула для перевода температуры из градусов Цельсия ($t$) в кельвины ($T$):

$T(К) = t(°C) + 273,15$

Формула для обратного перевода, из кельвинов ($T$) в градусы Цельсия ($t$):

$t(°C) = T(К) - 273,15$

В инженерных и многих физических расчетах для упрощения часто используют округленное значение: $T \approx t + 273$ или $t \approx T - 273$.

Ответ: Связь между абсолютной температурой $T$ (в кельвинах) и температурой $t$ (в градусах Цельсия) выражается соотношениями: $T = t + 273,15$ и $t = T - 273,15$.