Page 12 - 6375

2 2
справа = зліва (6)
0
0
2 2

Створимо тепер в об’ємі газу градієнт температури (знявши, наприклад,

теплоізоляцію в лівій стороні від поршня і нагрівши там газ). Після цього знову створимо
теплоізоляцію в лівому об’ємі. Тепер у циліндрі буде нерівноважний стан газу – температура

зліва від поршня вища, ніж у правій частині (рис. 2б). Але газ – ізольована система. Тому
почне здійснюватися процес релаксації. При цьому поршень рухатиметься вправо. А це

означає, що виконується робота, і зліва направо через поршень передається енергія, тобто в
процесі теплової релаксації відбувається передача енергії. Через певний час після серії

коливань поршень зупиниться в своєму початковому положенні, яке було до нагрівання лівої

частини. Газ у циліндрі прийде в новий рівноважний стан, в якому температура і тиск вищі,
ніж до нагрівання. Поршень у новому рівноважному стані зупинився в початковому

положенні. А це означає, що об’ємна концентрація не змінилася, тобто в результаті

нагрівання газу змінилася тільки середня кінетична енергія його молекул. Вирівнювання
температури при цьому означає вирівнювання середньої кінетичної енергії молекул з обох

сторін від поршня.
Отже, середня кінетична енергія молекул «поводить» себе як температура. У цих

двох величин (середня кінетична енергія молекули і температура) спільним є те, що вони
неадитивні. Наведені вище міркування справедливі не тільки для ідеального газу. Немає

підстав вважати, що це не стосується рідин та твердих тіл.

Для ідеального газу зручно прийняти, що температура дорівнює двом третинам
середньої кінетичної енергії молекул. Це значно спростить вигляд основного рівняння

молекулярно–кінетичної теорії газів (5). Якщо позначити в такий спосіб означену
температуру , то

= . (7)
0

Для вимірювання температури можна використати довільні одиниці енергії. Проте
історично склалося так, що для вимірювання температури було запропоновано спеціальні

одиниці – градуси. Причина цього в тому, що вимірювати температуру навчилися раніше,

ніж було з’ясовано фізичний зміст температури. Крім того, використання одиниць енергії у
термометрії становить значні метрологічні труднощі.