【熱とエネルギー】セルシウス温度と絶対温度ってなんですか?

セルシウス温度と絶対温度ってなんですか?

温度の表し方で,セルシウス温度と絶対温度ってあると思うのですが,なんで2種類の温度表示があるのですか?
またなんで−273度を0 K(ケルビン)としているのですか?

進研ゼミからの回答!

【質問の確認】

【問題】

問 温度の単位には〔℃〕(セルシウス温度(セ氏温度))と〔K〕(絶対温度(熱力学温度))の2通りがある。
t〔℃〕は何Kか答えよ。

【解答解説】から抜粋部分

セルシウス温度t〔℃〕と絶対温度T 〔K〕の関係は,
Tt+273〔K〕である。・・・(答)
セルシウス温度と絶対温度の温度間隔は同じ。絶対温度の0 Kはセルシウス温度の−273℃である。

≪セルシウス温度と絶対温度ってなんですか?≫

温度の表し方で,セルシウス温度と絶対温度ってあると思うのですが,なんで2種類の温度表示があるのですか?またなんで−273度を0 K(ケルビン)としているのですか?

【解説】

まず,2種類の温度表示の違いについて説明しましょう。

セルシウス温度とは,「1気圧のもとで氷がとける温度を0℃,水が沸騰する温度を100℃」と定めた温度です。
これは日常生活をしていくうえで,便宜的に決められた温度です。
これに対して,
絶対温度とは,「原子・分子の熱運動がほとんどなくなる温度を0K」とする温度です。

ここで,『熱運動がほとんどなくなる』と記述しましたが,温度と熱,熱運動は大きく関係しています。原子や分子は絶えず熱運動をしています。(図1)

(図1(図1

固体の場合は,分子や原子は一定の配列に並び,振動しています。
液体の場合は,分子や原子はある程度位置を変えて,動き回っています。
気体の場合は,分子や原子は空間を自由に飛び回っています。

このような乱雑な運動のことを『熱運動』といい,熱の正体は,分子や原子の『熱運動』なのです。

そして,熱運動の大きさをはかるものさしの1つが『温度』という尺度です。
温度が高いほど,熱運動が激しくなり,原子や分子の運動エネルギーは大きくなります。
温度を下げていくと,熱運動が鈍くなり,原子や分子の運動エネルギーは小さくなります。

そして,約−273℃のとき,熱運動は停止します。

先ほど記述したように,「温度は熱運動の大きさをはかるものさし」でしたので,熱運動が停止した−273℃より低い温度はなくなります。
この温度の下限−273℃のことを,これより低い温度がないということから,『絶対零度』といい,この温度を基準にした考え方が『絶対温度』なので,
−273℃=0Kとなるのですね。

そして,温度目盛りの幅はセルシウス温度と絶対温度で同じなので,セルシウス温度t〔℃〕と絶対温度T〔K〕の関係は,

Tt+273となります。

【アドバイス】

『温度』には,「1気圧のもとで氷がとける温度を0℃,水が沸騰する温度を100℃」とした『セルシウス温度』や,「理論的に分子の熱運動がほとんどなくなる温度を0Kとする温度」とした『絶対温度』などがあります。
物理や化学では,物質を構成する分子や原子の熱運動や,エネルギーを考えることから『絶対温度』の考え方を使う場合が多いです。
これからも進研ゼミ高校講座にしっかりと取り組んでいってくださいね。

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