_2. ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ_

   
         
    1. Το απόλυτο μηδέν και η κλίμακα θερμοκρασιών Κέλβιν (Kelvin)    
         
   
H θερμοκρασία του σώματος ενός υγιούς ανθρώπου είναι περίπου 37 οC. Η θερμοκρασία που λιώνει ο πάγος είναι 0 οC. Η μικρότερη θερμοκρασία που έχει παρατηρηθεί στη γη είναι -89 οC, δηλαδή 89 οC κάτω από τη θερμοκρασία που λιώνει ο πάγος.

Έχουμε ανακαλύψει ότι κανένα υλικό δεν μπορεί να ψυχθεί σε θερμοκρασία μικρότερη από τους -273 οC. Αυτή η χαρακτηριστική θερμοκρασία, που δεν εξαρτάται από το είδος του υλικού, λέγεται
απόλυτο μηδέν.
Χρησιμοποιήθηκε από το λόρδο Κέλβιν για τον καθορισμό μιας νέας κλίμακας θερμοκρασιών, που ονομάζεται κλίμακα Κέλβιν. Το μηδέν αυτής της κλίμακας ταυτίζεται με το απόλυτο μηδέν και η μονάδα της, που ονομάζεται Κέλβιν (Κ), είναι ίση με το βαθμό Κελσίου (οC).
Άρα για τη μετατροπή μιας μέτρησης από την κλίμακα Κελσίου στην κλίμακα Κέλβιν θα χρησιμοποιούμε τη σχέση

Θερμοκρασία σε Κ = Θερμοκρασία σε οC + 273

Έτσι το απόλυτο μηδέν (-273 οC) είναι 0 Κ, η θερμοκρασία που λιώνει ο πάγος (0 οC) είναι 273 Κ και η θερμοκρασία που βράζει το νερό (100 οC) είναι 373 Κ. Είναι προφανές ότι η κλίμακα Κέλβιν δεν έχει αρνητικές θερμοκρασίες, επειδή κανένα σώμα δεν μπορεί να ψυχθεί κάτω από τους -273 οC.


    Αντιστοίχιση μεταξύ
    των κλιμάκων
    θερμοκρασιών
    Κελσίου και Κέλβιν
    .

   
   


   
    2. Η θερμοκρασία και η κίνηση των μορίων    
         
   




ΧΑΜΗΛΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

Τα μόρια κινούνται αργά



ΥΨΗΛΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ
Τα μόρια κινούνται γρήγορα.

Γνωρίζουμε ήδη ότι όλα τα αντικείμενα δε είναι παρά ένας πάρα πολύ μεγάλος αριθμός μορίων, τόσο μικρών που δεν φαίνονται ούτε και με το απλό μικροσκόπιο.

Τα μόρια αυτά δεν είναι ακίνητα. Στα στερεά και υγρά ταλαντώνονται γύρω από σταθερές θέσεις, στα αέρια μετακινούνται σε όλο το χώρο που έχουν στη διάθεσή τους.

Έχει βρεθεί ότι το φυσικό μέγεθος θερμοκρασία μετράει πόσο γρήγορα κινούνται αυτά τα μόρια. Όσο πιο γρήγορα κινούνται, τόσο η θερμοκρασία ανεβαίνει. Στο απόλυτο μηδέν τα μόρια είναι σχεδόν ακίνητα.
   
   


   
    3. Σύντομη ιστορία του θερμομέτρου    
         
    Απλοϊκά θερμόμετρα (θερμοσκόπια), έφτιαξαν οι Έλληνες Φίλωνας τον 2ο π.Χ. αιώνα και ο μαθητής του Ήρωνας, που ήκμασε στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου τον επόμενο αιώνα.
Ο Ιταλός φυσικός Γαλιλαίος (1564 -1642) ανακάλυψε ένα ανάλογο θερμοσκόπιο το οποίο χρησιμοποιούσε ο μαθητής του γιατρός Σαντόριους για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ασθενών του.  
   
Το πρώτο θερμόμετρο κατασκεύασε ο Ολλανδός Φαρενάιτ (1686 -1736), ο οποίος καθιέρωσε τον υδράργυρο και το οινόπνευμα ως θερμομετρικά υγρά.
Η βαθμονόμηση του θερμομέτρου ήταν ένα δύσκολο πρόβλημα, επειδή έπρεπε να προσδιορισθούν δυο χαρακτηριστικές θερμοκρασίες. Επετεύχθη αργότερα από το Σουηδό αστρονόμο Κέλσιο (1701 - 1744), οποίος χρησιμοποίησε τις δυο σταθερές θερμοκρασίες. Αυτή που πήζει (0
οC) και αυτή που βράζει (100 οC) το καθαρό νερό. Αυτή η βαθμονόμηση δίνει την κλίμακα Κελσίου.
Ο Φαρενάιτ χρησιμοποίησε δυο άλλες σταθερές θερμοκρασίες κάνοντας μια διαφορετική βαθμονόμηση του θερμομέτρου που πήρε το όνομά του (κλίμακα Φαρενάιτ).


    Στο θερμοσκόπιο του Γαλλιλαίου,
    καθώς ο αέρας μέσα στη σφαιρική
    φιάλη διαστελλόταν και
    συστελλόταν, το νερό κατέβαινε
    και ανέβαινε αντίστοιχα μέσα στο
    γυάλινο σωλήνα.