Dubbi sullo zero assoluto
Ho un dubbio esstenziale, come si arriva alla determinazione dello zero assoluto??
Cioè perchè il punto triplo dell'acqua vale 273,16 K ? Il mio prof ha cercato di spiegarmi una relazione sperimentale con il coefficiente di dilatazione dei gas ma sinceramente non ho ancora afferrato bene e non trovo on-line niente di esauriente.
Grazie
Cioè perchè il punto triplo dell'acqua vale 273,16 K ? Il mio prof ha cercato di spiegarmi una relazione sperimentale con il coefficiente di dilatazione dei gas ma sinceramente non ho ancora afferrato bene e non trovo on-line niente di esauriente.
Grazie
Risposte
In teoria la definizione di scala termodinamica assoluta (la temperatura misurata in Kelvin per intendersi) e quindi l'esistenza dello zero assoluto non dipendono da particolari caratteristiche di gas che siano ideali i reali, ma si arriva applicando in maniera generale il primo e il secondo principio della termodinamica e il teorema di Carnot, se non ricordo male.
Non vorrei che tu abbia fatto confusione con il metodo di misura della temperatura con il termometro a gas perfetto, la quale poi si dimostra essere uguale alla temperatura della scala termodinamica assoluta.
Non vorrei che tu abbia fatto confusione con il metodo di misura della temperatura con il termometro a gas perfetto, la quale poi si dimostra essere uguale alla temperatura della scala termodinamica assoluta.
allora su ciò che dici hai ragione!
La temperatura termodinamica si ricava dal primo e secondo principio e sfruttando il teorema di Carnot...ma poi in ogni caso serve una temperatura di riferimento che nella ITS-90 è stato scelto come il punto triplo dell'acqua.
La mia domanda è diversa, perche alla temperatura di punto triplo dell'acqua si da il valore di 273,16 e non un altro numero?
Ho chiesto al mio prof se non fosse solamente una convenzione, un numero dato per definire una scala (tipo la scala di durezza che sono scale create con un punto di riferimento stabilito per convenzione, il diamante è il materiale più duro e poi seguono gli altri), invece mi ha risposto che non lo era affato cosi ma deriva dal coefficiente di dilatazione termica dei gas...poi mi sono perso nel suo discorso abastanza contorto.
In sostanza perche 273,16?
La temperatura termodinamica si ricava dal primo e secondo principio e sfruttando il teorema di Carnot...ma poi in ogni caso serve una temperatura di riferimento che nella ITS-90 è stato scelto come il punto triplo dell'acqua.
La mia domanda è diversa, perche alla temperatura di punto triplo dell'acqua si da il valore di 273,16 e non un altro numero?
Ho chiesto al mio prof se non fosse solamente una convenzione, un numero dato per definire una scala (tipo la scala di durezza che sono scale create con un punto di riferimento stabilito per convenzione, il diamante è il materiale più duro e poi seguono gli altri), invece mi ha risposto che non lo era affato cosi ma deriva dal coefficiente di dilatazione termica dei gas...poi mi sono perso nel suo discorso abastanza contorto.
In sostanza perche 273,16?
Credo tu faccia confusione: la scala assoluta viene fissata (per vari motivi) ponendo $T = 0 K$ quando $T = -273.15 °C$; poiché il punto triplo dell'acqua (coesistenza delle 3 fasi) si trova alla temperatura $T = 0.1 °C$ si ricava che in tal punto $T = 273.16 K$
ragazzi forse non mi spiego bene la domanda è più filosofica e voi mi date risposte che sono come un cane che si morde la coda.
Perchè il punto triplo dell'acqua è a 273,16 K?? Perche non a 400 K o a 123K? Cioè mi risulta che ad oggi (ne tanto meno 150 anni fa) non si è mai raggiunto lo zero assoluto quindi come facciamo a dire che sia proprio a quella cifra?
Che ci siano uno zero è normale e spiegato fisicamente dal fatto che la temperatura non è altro che un'espressione del movimento atomico, ma che ne sappiamo che (ad esempio) ll punto triplo dell'acqua disti proprio 273,16 K?
Il tutto contando che questa scala esiste da 150 anni, quindi le temperature ara raggiunte in laboratorio non le prendo in considerazione per questo ragionamento
Perchè il punto triplo dell'acqua è a 273,16 K?? Perche non a 400 K o a 123K? Cioè mi risulta che ad oggi (ne tanto meno 150 anni fa) non si è mai raggiunto lo zero assoluto quindi come facciamo a dire che sia proprio a quella cifra?
Che ci siano uno zero è normale e spiegato fisicamente dal fatto che la temperatura non è altro che un'espressione del movimento atomico, ma che ne sappiamo che (ad esempio) ll punto triplo dell'acqua disti proprio 273,16 K?
Il tutto contando che questa scala esiste da 150 anni, quindi le temperature ara raggiunte in laboratorio non le prendo in considerazione per questo ragionamento
Forse non mi sono spiegato bene:
- perché nella scala assoluta si ponga lo zero a quel valore ($T = -273.15 °C$) lo puoi capire ripassando le leggi di Gay-Lussac;
- perché lo zero assoluto non lo si possa raggiungere te lo spiega il secondo principio della termodinamica;
- il punto triplo ha quel valore di temperatura perché uno misura quel valore ($T = 0.1 °C$).
- perché nella scala assoluta si ponga lo zero a quel valore ($T = -273.15 °C$) lo puoi capire ripassando le leggi di Gay-Lussac;
- perché lo zero assoluto non lo si possa raggiungere te lo spiega il secondo principio della termodinamica;
- il punto triplo ha quel valore di temperatura perché uno misura quel valore ($T = 0.1 °C$).
Tanto per fare il pignolo odioso 
ricordo che il punto triplo dell'acqua è appunto un punto sul piano ($t$ , $p$ ), e quindi per localizzarlo non è sufficiente la coordinata temperatura, pari a $0,01^o C$, ma serve anche la coordinata pressione pari a $0,006 atm$.
Comunque non ho ben compreso il dubbio di valentino. Se tracciamo la retta su un piano ($t$,$p$) che descrive la relazione tra pressione e temperatura di un gas perfetto mantenuto a volume costante, e la estrapoliamo dirigendoci verso le basse temperature (la temperaura è sull'asse $x$), vediamo che interseca l'asse delle ascisse nel punto ($-273,15$ , $0$). Spostando quindi l'origine su questo punto otteniamo la scala assoluta di temperatura.
Riguardo alla temperatura del punto triplo dell'acqua, come molti altri valori è semplicemente una costante che si misura sperimentalmente (come anche la relazione tra temperatura e pressione dei gas perfetti (a volume costante), cioè la seconda legge di Gay-Lussac è una legge sperimentale)
ricordo che il punto triplo dell'acqua è appunto un punto sul piano ($t$ , $p$ ), e quindi per localizzarlo non è sufficiente la coordinata temperatura, pari a $0,01^o C$, ma serve anche la coordinata pressione pari a $0,006 atm$. Comunque non ho ben compreso il dubbio di valentino. Se tracciamo la retta su un piano ($t$,$p$) che descrive la relazione tra pressione e temperatura di un gas perfetto mantenuto a volume costante, e la estrapoliamo dirigendoci verso le basse temperature (la temperaura è sull'asse $x$), vediamo che interseca l'asse delle ascisse nel punto ($-273,15$ , $0$). Spostando quindi l'origine su questo punto otteniamo la scala assoluta di temperatura.
Riguardo alla temperatura del punto triplo dell'acqua, come molti altri valori è semplicemente una costante che si misura sperimentalmente (come anche la relazione tra temperatura e pressione dei gas perfetti (a volume costante), cioè la seconda legge di Gay-Lussac è una legge sperimentale)
"strangolatoremancino":
Comunque non ho ben compreso il dubbio di valentino. Se tracciamo la retta su un piano ($t$,$p$) che descrive la relazione tra pressione e temperatura di un gas perfetto mantenuto a volume costante, e la estrapoliamo dirigendoci verso le basse temperature (la temperaura è sull'asse $x$), vediamo che interseca l'asse delle ascisse nel punto ($-273,15$ , $0$).
Eccoloooooo.
E' questo che volevo sapere!!
Praticamente dalla legge di Gay-lussac deriva lo zero assoluto?
Cioè è la temperatura alla quale sia ha volume nullo e pressione nulla?
Mantenendo costante la pressione allo zero assoluto il volume è zero (prima legge di Gay-Lussac), mentre mantenendo costante il volume allo zero assoluto la pressione è zero (seconda legge).
Dalla legge dei gas perfetti $pV=nRT$ vediamo che per $T=0$ anche il prodotto $pV$ dovrà essere zero, e quindi può essere $p=0$ e $V=cost$ diverso da zero, oppure $V=0$ e $p=cost$ diversa da zero, oppure credo che possano anche essere entrambi pressione e volume uguali a zero.
Dalla legge dei gas perfetti $pV=nRT$ vediamo che per $T=0$ anche il prodotto $pV$ dovrà essere zero, e quindi può essere $p=0$ e $V=cost$ diverso da zero, oppure $V=0$ e $p=cost$ diversa da zero, oppure credo che possano anche essere entrambi pressione e volume uguali a zero.
si ma il numero 273 si è trovato sperimentalmente con i gas perfetti (o delle loro approssimazioni), mantenendo la pressione costante e variando la temperatura e leggendo la variazione di volume giusto?Poi estrapolando i dati si è arrivati a l risultato no?
Cosi si arriva ad una soluzione generica perche il coeff. di dilatazione è uguale per tutti i gas perfetti.
Cosi si arriva ad una soluzione generica perche il coeff. di dilatazione è uguale per tutti i gas perfetti.
Mi risulta che il Punto Triplo dell'acqua sia quella particolare condizione in cui coesistono i tre stati, acqua, ghiaccio e vapore, e che è stato scelto proprio per questa caratteristica come 0 (ZERO) nelle scale termiche sia Celsius che Reamur. Per quanto riguarda, invece, il valore dello "Zero Assoluto", fu Lord Kelvin che notò come a 0 gradi (Celsius) la pressione sia 1, mentre a 100 gradi (Celsius) essa auentava a 1,44; tracciando una retta per questi due punti (0,1) e (100,1.44) questa incontra l'asse delle ascisse nel punto -273,16, che, pertanto è il Limite MINIMO della Temperatura, che è, appunto, lo "Zero Kelvin".
non ho seguito l'intera discussione, ma la considerazione di IvanTerr che il punto triplo sia a 0 nella scala Celsius è palesemente sbagliata.
si confronti http://en.wikipedia.org/wiki/Water_(molecule)#Triple_point
si confronti http://en.wikipedia.org/wiki/Water_(molecule)#Triple_point
L'esperienza di Joule (il lavoro che si trasforma in calore in ragione di 4,18 joule per grado centigrado) fa riferimento proprio al punto triplo dell'acqua così come l'ho appena descritto. In un recipiente in cui c'è dell'acqua e del ghiaccio per mantenere la temperatura a ZERO gradi centigradi, viene fatto ruotare un mulinello mediante la caduta di una massa m nota, da un altezza h pure nota, di modo che si può conoscere esattamente il lavoro che essa produce nella caduta. La variazione di temperatura viene letta mediante lo spostamento di un fluido in un capillare. Il "Tasso di sconto" (così lo chiama lo stesso Joule) è di 4,18 joule per ogni grado CELSIUS ed è lo stesso che si usa in quella formula per il calcolo della potenza necessaria per le resistenze riscaldanti. Non credo di essermi sbagliato.
[mod="Fioravante Patrone"]Complimenti,
dopo un ban temporaneo ti ripresenti proprio bene.
Un paio di riferimenti che potesti leggere:
http://venus.unive.it/miche/cicli_ecosis/0044.htm
http://wwwusers.ts.infn.it/~milotti/Did ... slides.pdf
Notare che li ho trovati facilmente in rete, con Google.
Quello che hai scritto qui:
"Mi risulta che il Punto Triplo dell'acqua sia quella particolare condizione in cui coesistono i tre stati, acqua, ghiaccio e vapore, e che è stato scelto proprio per questa caratteristica come 0 (ZERO) nelle scale termiche sia Celsius che Reamur."
è falso. Come già ti aveva detto wedge.
NB: eventuali successivi interventi di Ivanterr in questo thread saranno cancellati.
[/mod]
dopo un ban temporaneo ti ripresenti proprio bene.
Un paio di riferimenti che potesti leggere:
http://venus.unive.it/miche/cicli_ecosis/0044.htm
http://wwwusers.ts.infn.it/~milotti/Did ... slides.pdf
Notare che li ho trovati facilmente in rete, con Google.
Quello che hai scritto qui:
"Mi risulta che il Punto Triplo dell'acqua sia quella particolare condizione in cui coesistono i tre stati, acqua, ghiaccio e vapore, e che è stato scelto proprio per questa caratteristica come 0 (ZERO) nelle scale termiche sia Celsius che Reamur."
è falso. Come già ti aveva detto wedge.
NB: eventuali successivi interventi di Ivanterr in questo thread saranno cancellati.
[/mod]
"valentino86":
si ma il numero 273 si è trovato sperimentalmente con i gas perfetti (o delle loro approssimazioni), mantenendo la pressione costante e variando la temperatura e leggendo la variazione di volume giusto?Poi estrapolando i dati si è arrivati a l risultato no?
Cosi si arriva ad una soluzione generica perche il coeff. di dilatazione è uguale per tutti i gas perfetti.
Considera che il comportamento dei gas perfetti e ben approssimato dai gas reali a temperatura sufficientemente maggiore della temperatura di condensazione e a bassa pressione (gas rarefatti, in questa condizione si possono considerare trascurabili le interazioni tra le particelle che, in un gas perfetto devono essere assolutamente non interagenti, per l'appunto), per cui puoi costruire un termometro (reale) a gas (reale rarefatto) a volume costante ad esempio, e misurare la pressione per almeno due temperature differenti (misurate con un altro termometro, a mercurio ad esempio, tarato in precedenza con i punti fissi dell'acqua). Tutti i punti che ottieni (più di 2 possibilmente, per potere anche avere una stima a posteriori dell'erore) dovrebbero stare su una retta, la cui intersezione con l'asse x (o meglio con l'asse delle temperature Celsius) ti darà il valore dello zero assoluto misurato in gradi Celsius.
In rete si trova parecchio, ti suggerisco ad esempio una ricerca per immagini su google (images.google.com) con le parole kelvin gas thermometer.
vi dico 1cosa se volete fare i matematici fate pure ma almeno nn sparate c.....e sulla kimica...guardatevi 1po il diagramma di stato dell'acqua e poi parlate...a 0°C l'acqua presenta tutti e tre gli stati cioè liquido vapore e solido(ovviamnt alla pressione standard)
e la proxima volta invece di cercare CAZZATE su internet almeno datti prima 1passata di libro in faccia caro il mio sig. Fioravante dei miei coglioni....ti suggerisco il libro "chimica fisica" Atkins edizione zanichelli capitolo6 "diagramma di stato H2O" ........e questo vale anke x te wedge!
@savb
Grazie per il notevole contributo scientifico che hai dato a questo forum.
Per favore non ci lasciare! Abbiamo un disperato bisogno di persone competenti e cordiali, qui.
Grazie per il notevole contributo scientifico che hai dato a questo forum.
Per favore non ci lasciare! Abbiamo un disperato bisogno di persone competenti e cordiali, qui.
"savb":
vi dico 1cosa se volete fare i matematici fate pure ma almeno nn sparate c.....e sulla kimica...guardatevi 1po il diagramma di stato dell'acqua e poi parlate...a 0°C l'acqua presenta tutti e tre gli stati cioè liquido vapore e solido(ovviamnt alla pressione standard)
Hai torto: come ho già detto al punto triplo (punto di coesistenza delle tre fasi) si ha $T = 0.01 °C$. Ed il punto triplo non è alla pressione standard.
Mi unisco al commento di Fioravante; ho risposto scientificamente solo per cortesia...
Io ho provato ad approfondire su wikipedia, ma non sono di certo un esperto...
http://en.wikipedia.org/wiki/Thermodynamic_temperature
Poi mi saprete dire!
http://en.wikipedia.org/wiki/Thermodynamic_temperature
Poi mi saprete dire!
atkin nn era proprio d'accordo...CMQ a prescindere dal contenuto scientifico di ciò ke detto, diciamo ke la mia cortesia è andata a farsi friggere dopo qst:
NB: eventuali successivi interventi di Ivanterr in questo thread saranno cancellati
il xke di qst provvedimento lo devo ancora capire specialmnt xke anke se avesse detto delle vaccate ritengo ke nn vi dobbiate arrogare il diritto di togliere la parola in 1discussione solo xke qst è diversa dalla vostra....beh in quel momento ho pensato ke se dovevate "eliminare" anke me dalla discussione almeno va ne avrei dato il motivo(cioè la mia scortesia e il mio linguaggio poco appropriato) detto qst ripeto invece di cercarla nei siti le cose(specialmnt in materia scientifica) provate cn i libri...sapete qli ke si sfogliano
NB: eventuali successivi interventi di Ivanterr in questo thread saranno cancellati
il xke di qst provvedimento lo devo ancora capire specialmnt xke anke se avesse detto delle vaccate ritengo ke nn vi dobbiate arrogare il diritto di togliere la parola in 1discussione solo xke qst è diversa dalla vostra....beh in quel momento ho pensato ke se dovevate "eliminare" anke me dalla discussione almeno va ne avrei dato il motivo(cioè la mia scortesia e il mio linguaggio poco appropriato) detto qst ripeto invece di cercarla nei siti le cose(specialmnt in materia scientifica) provate cn i libri...sapete qli ke si sfogliano
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