・熱運動とは・セルシウス温度と絶対温度とは今回から熱編です。温度って何?熱って何?どれくらい温めたら氷が融けるの?水とお湯を混ぜたら何°Cになるの?金属って熱くなると膨張するの?エンジンの効率ってどれくらいなの?熱編ではこのような内容を勉強します。今回は、熱編第1回として、「温度ってなに?」ということについて、わかりやすく簡単に解説をしていきます。熱運動がどれくらい激しいかを数値で表したもの。原子や分子などの粒子の不規則な運動。温度とは、熱運動がどれくらい激しいかを数値で表したものです。水も空気も金属も、原子や分子は不規則で乱雑な運動をしています。この不規則な運動が激しければ激しいほど熱くなり、このような原子や分子の不規則な運動のことを熱運動と呼びます。冷たい水は分子の動きがゆっくりであり、温かい水は分子の動きが速くなっているというイメージですね。熱運動がどれくらい激しいかを、私たちは温度として数字で表しています。セルシウス温度とはセルシウス温度t[°C]セルシウス氏が考案した温度。1気圧のとき、水が凍る温度を0°C、水が沸騰する温度を100°Cと定めた。セルシウス温度とは、1気圧のときの水が凍る温度を0°C、水が沸騰する温度を100°Cと定めた温度のことです。セルシウス氏の考案した温度なので、セ氏と言われています。中国語でセルシウスを「摂爾修斯」と書くので、摂氏とも書きますね。私たちが普段使っている温度でもあります。記号はtemperatureのt、単位は[°C]です。(セルシウスは英語でCelsius)原子や分子の熱運動が激しくなるほど温度は高くなるので、温度の上限はとてつもなく大きな数になります。熱運動が穏やかになるほど温度が低くなるため、温度の下限は、上限と比べるとそこまで大きな数にはなりません。鉄の溶ける温度が約1500°C、太陽の中心温度が約1600万°Cなど、高い温度の話は授業やテレビ等でもたまに聞くことがありますが、マイナス1500°Cとか、マイナス1600万°Cなんてものは聞いたことがありませんよね。セルシウス温度が-273°Cのとき、分子や原子の運動は完全に停止してしまいます。これ以上熱運動が小さくなることはないため、-273°Cより小さな温度は存在しません。セルシウス温度の下限は-273°Cなのです。補足セルシウス温度の下限は、より正確にいうと-273.15°Cですが、高校物理では-273°Cをセルシウス温度の下限としています。-273.15°Cのとき分子や原子の運動は完全に停止すると書きましたが、実際は異なります。ハイゼンベルクの不確定性原理より、-273.15°Cにおいても分子や原子は振動をします。直感的な理解をするため、-273°Cだと全ての原子・分子の熱運動が停止すると説明することが多いです。絶対温度とは絶対温度T[K]-273°Cを0Kとした温度。目盛りの幅はセルシウス温度と同じなので、セルシウス温度とちょうど273のズレがある。$$T=t+273$$絶対温度とは、-273°Cを0Kとした温度のことです。記号はtemperatureのT、単位は[K](ケルビン)です。目盛りの幅はセルシウス温度と同じなので、セルシウス温度とちょうど273のズレがあり、絶対温度とセルシウス温度を変換するための公式は$$T=t+273$$となります。先ほど説明したように、-273°Cより小さな温度は存在しません。「-273°Cより小さな温度がないのであれば、そこが本当の0なのではないか?」という考えをしたのが絶対温度です。物理基礎ではセルシウス温度を使うことも多いですが、物理の方では絶対温度を使う方が圧倒的に多いです。単純に数字が273ズレているだけなので、パパっと覚えてしまいましょう。273なのでツナミって覚えておくと簡単でいいですよ。次の各問に答えなさい。(1)27°Cは何Kか。(2)195Kは何°Cか。解答セルシウス温度と絶対温度の変換するためには\(T=t+273\)を使います。Tが絶対温度[K]、tがセルシウス温度[°C]です。(1)$$T=t+273\\T=27+273\\T=300$$∴300K(2)$$T=t+273\\195=t+273\\-t=273-195\\-t=78\\t=-78$$∴-78°Cまとめ熱運動が激しいほど物体の温度が上がります。セルシウス温度は私たちが普段使っている温度のことであり、t[°C]で表します。セルシウス温度は-273°Cより低くならないので、-273°Cを0Kとして考えたのが絶対温度T[K]です。セルシウス温度と絶対温度は$$T=t+273$$で変換することができます。ツナミと覚えると楽です。閉じる%d人のブロガーが「いいね」をつけました。