§ 6. ТЕМПЕРАТУРА КАК МЕРА СРЕДНЕЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛ

Таким образом, мы имеем два выражения, определяющие давление газа при постоянном объеме:

Первое из них является определением понятия температуры, второе выведено теоретически в молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Из этих выражений следует:

Отношение является постоянной величиной.

Обозначив

получаем:

где постоянная называется постоянной Больцмана.

Мы получили, что средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа пропорциональна первой степени абсолютной температуры газа.

Таким образом, молекулярно-кинетическая теория дает четкое определение понятия температуры газа как меры средней кинетической энергии хаотического поступательного движения его молекул. Следовательно, температуру можно измерять в единицах энергии — в джоулях.

Для установления связи между единицей измерения температуры «кельвин» и единицей энергии «джоуль» необходимо вычислить

постоянную Больцмана . Для вычисления можно воспользоваться любым значением и соответствующим ему значением

Используем известные сведения о газе при нормальных условиях:

При температуре в 1 К средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна:

Зависимость давления идеального газа от температуры можно выразить как: