¿Por qué se tomó el punto triple de agua como 273.16K cuando se definió la escala Kelvin?

Answer 1

Un gas ideal obedece la ley de Boyle en todo su espacio de estado termodinámico. A continuación se muestra la gráfica de pV para un gas ideal:

[matemáticas] C1, \ thinspace C2, \ thinspace C3 [/ math] son ​​constantes. [matemática] T1, \ thinspace T2, \ thinspace T3 [/ math] representan etiquetas de temperatura de esas pV = curvas constantes. Todas esas curvas son isotermas diferentes. Entonces podemos usar el producto ‘pV’ para medir la ‘Temperatura’.

Considere una disposición cilindro-pistón que contenga un gas ideal. El gas ideal es nuestro sistema. Llamémoslo un termómetro de gas ideal. Como es un gas ideal, sigue la ley de Boyle y, por lo tanto, T = T (pV). Debido a esta relación simple, necesitamos una temperatura de referencia única. En ‘Escala Kelvin de gas ideal’, este punto de referencia se toma como el punto triple del agua ([matemática] 0.01 ^ {\ circ} C [/ matemática] y [matemática] p = 0.006 \ barra de espacio fino [/ matemática]). En este punto, el hielo, el agua y el vapor existen juntos.

Veamos cómo podemos usar nuestro termómetro de gas ideal para medir la temperatura de algún otro sistema, A.

1. Creamos un sistema de referencia, es decir, agua en su punto triple. Luego, ponemos en contacto nuestro termómetro de gas ideal con este sistema de referencia a través de una pared diatérmica (no adiabática) y esperamos hasta que se establezca el equilibrio térmico. Luego medimos la presión y el volumen de un gas ideal en el termómetro y los nombramos [math] p_ {ref} [/ math] y [math] V_ {ref} [/ math], respectivamente.

2. Luego ponemos el termómetro de gas ideal en contacto con el sistema A que contiene agua hirviendo a 1 atmósfera cuya temperatura queremos medir y esperar hasta que se establezca el equilibrio térmico. Nuevamente medimos la presión y el volumen del gas ideal en el termómetro y los nombramos [matemática] p [/ matemática] y [matemática] V [/ matemática], respectivamente.

3. Calculamos la temperatura del sistema A (agua hirviendo) de la siguiente manera:

Temperatura del sistema A / Temperatura en el punto triple = producto de [matemática] p [/ matemática] y [matemática] V [/ matemática] / producto de [matemática] p_ {ref} [/ matemática] y [matemática] V_ {ref }[/matemáticas]

Denotemos diferentes cantidades en la igualdad anterior por letras:

[matemáticas] \ frac {T_A} {T_ {triple \ thinspace point}} = \ frac {pV} {p_ {ref} V_ {ref}} [/ math] (1)

Arbitrariamente, se decidió que 1 grado Kelvin debería ser igual a 1 grado Celsius. Por lo tanto, debe haber una diferencia de 99,99 grados Kelvin entre el punto triple de agua y el punto de ebullición del agua.

Conocemos el valor de la relación en el lado derecho de la ecuación (1). Por lo tanto, las dos temperaturas en el lado izquierdo de la ecuación (1), [matemática] T_A [/ matemática] y [matemática] T_ {triple \ punto de espacio reducido} [/ matemática], deben cumplir dos condiciones:

1. Ecuación (1)

2. [math] T_A \ thinspace – \ thinspace T_ {triple \ thinspace point} \ thinspace = \ thinspace 99.99 [/ math]

Entonces tenemos dos variables y dos ecuaciones. Resolver estos dos da los valores de estas dos temperaturas de la siguiente manera:

[matemática] T_A \ aprox. 373.15 \ thinspace K [/ math] y [math] T_ {triple \ thinspace point} \ aprox 273.16 \ thinspace K [/ math]

Entonces [matemática] 0.01 ^ {\ circ} C [/ matemática] y [matemática] 100 [/ matemática] [matemática] ^ {\ circ} C [/ matemática] corresponde a [matemática] 273.16 \ thinspace K [/ matemática] y [matemáticas] 373.15 \ thinspace K [/ matemáticas], respectivamente.

Por lo tanto, al punto de congelación del agua se le da el valor de 273,15 K en escala Kelvin debido a la siguiente relación entre la escala Kelvin y Celsius:

[matemáticas] T_ {Celsius \ escala de espacio reducido} = T_ {Kelvin \ escala de espacio reducido} – 273.15 [/ matemáticas]

Answer 2

el punto triple se tomó como referencia porque es fácilmente reproducible, la referencia anterior era el punto de hielo y el punto de vapor que presentaban dificultades para reproducir los mismos resultados, fue en 1954 cuando se cambió esta referencia. También se conoce una escala de temperatura de un punto en la que solo se toma un punto de referencia a diferencia de antes. ya que el punto triple del agua es 0,01 grados centígrados. así que a escala absoluta o escala termodinámica es 273.16 k

Answer 3

Creo que la escala Kelvin se definió después de la escala Celsius, por lo que se midió que la temperatura más fría es -273,15 ° C.
Como la temperatura solo debe ser positiva (por razones físicas), la escala de Kelvin se define a partir de la escala Celsius, pero con un cambio que hace que la temperatura solo sea positiva -> -273.15 ° C = 0 K.
Eso hace 0 ° C = 273.15 K

Answer 4

para crear una relación aritmética simple entre la escala Celsius ya aceptada y la escala Kelvin y se estableció -273.15 C fue la temperatura más fría posible, por lo que se estableció como 0 K. y el punto triple tiene valores fijos de temperatura y presión, por lo que tenía un valor fijo que era poner en la escala y, por lo tanto, la escala K no se realizó en la temperatura de ebullición y congelación del agua, sino en la temperatura más baja alcanzable 0 K.

Answer 5

Porque el agua es el jefe de todos los solventes y la suma de dígitos en 273.16K fue 1, para mostrar que el agua siempre es lo primero. ¡El jefe! SI)