Преобразование R=8317 Джкг⋅моль⋅KR=8317 Джкг⋅моль⋅KR = 8317\\mathrm{\frac{J}{кг\cdot моль\cdot K}} в 8317 Джкг⋅моль⋅∘C8317 Джкг⋅моль⋅ ∘ C 8317 \ \ mathrm {\ frac {J} {кг \ cdot моль \ cdot {^ \ circ C}}}

Я пытаюсь понять преобразования единиц, когда одна единица получается путем сдвига значения другой на некоторую константу. В частности, шкала преобразования единиц измерения из Кельвина в шкалу Цельсия:

Т ( С ) "=" Т ( К ) 273.16.

Я хочу найти значение р "=" 8317   Дж к г м о л К в единицах Дж к г м о л С .

Что я сделал, так это рассмотрел 1 К как 1 1   К "=" 1 274,16   С , так что

р "=" 30.3363   Дж к г м о л С ,
но согласно книге, которую я использую,

Размерностью температуры в единицах газовой постоянной является величина ее приращения, а не ее величина, то есть градусная величина. Таким образом,

р "=" 8317   Дж к г м о л К "=" 8317   Дж к г м о л С .

Однако (может быть, потому, что я не носитель английского языка, или объяснение расплывчато) я не могу понять данное объяснение, почему это так, т.е. значение константы не зависит от сдвига 273,16 ценить.

Редактировать:

Однако я до сих пор не могу понять, как то, что я сделал выше, не совместимо с тем, что мы обычно делаем. Например, если у нас есть количество Икс "=" 1000 г , затем преобразовать Икс в кг, что мы хотели бы

Икс "=" 1000 г "=" 1000 г 1 к г 1000 г "=" 1 к г ,
с 1 к г "=" 1000 г , дробь в RHS - это просто скалярная константа 1, и умножение количества на 1 не меняет значение этой величины.

Точно так же я следую той же логике

р "=" 8317   Дж к г м о л К "=" 8317   Дж к г м о л К * 1 К 274,16 С "=" 30.3363   Дж к г м о л С .

Ваше числовое значение для 1 Кельвина немного не так.
@ Джаспер должно было быть 274,15?
@Jasper Спасибо за указание, но это значение не имеет отношения к основному вопросу.
И ваш вопрос подчеркивает, почему именно инженеры используют кельвины, когда имеют дело с изменениями температуры для пара и т. Д. ...
@onurcanbektas, единицы измерения температуры в знаменателе константы «R» относятся к изменениям температуры, а не к абсолютным значениям температуры. Попробуйте решить эту короткую задачу: найдите разницу температур между 300 и 290 К. Затем переведите обе температуры в градусы Цельсия и снова найдите разницу температур в градусах Цельсия.
«единицы измерения температуры в знаменателе константы «R» относятся к изменениям температуры, а не к абсолютным значениям температуры»: как вы это обосновываете?
0 ° C = 273,15 K. Его можно спутать с 1 K, определяемым как 1/273,16 абсолютной температуры тройной точки воды, которая имеет t = +0,01 ° C. R =8,31446261815324 Дж⋅К−1⋅моль−1 ( точно с 20 мая 2019 г.)

Ответы (6)

Короткий ответ: 1   С является 274   К . Означает ли это 2   С является 2 × 274   К "=" 548   К ? Это не так, потому что эти две шкалы имеют разное происхождение (для кг и г происхождение такое же, как 0   кг "=" 0   г ).

Именно поэтому замена 1 К к 274 С не имеет смысла.

В единицах р , физический смысл К изменение температуры (см. ниже ) и изменение 1   К "=" изменение в 1   С изменение в 274   С . В этом смысле 1   К заменен на 1   С .

Однако это своего рода неправильное использование обозначений (хотя и довольно распространенное), и здесь С следует понимать как изменение этого масштаба. В этом нет ничего большего.

Подробности: р является универсальной газовой постоянной и имеет ту же размерность, что и молярная удельная теплоемкость.

Например, «молярная удельная теплоемкость одноатомного идеального газа равна 1,5 р " означает, что вы должны предоставить 1,5 × 8.314   Дж нагреть до 1   м о л идеального газа, увеличить его температуру на 1   К (или эквивалентно 1   С ).

Так р имеет единицы джоуль на моль на кельвин или джоуль на моль на изменение градуса по Цельсию.

В этом смысле К можно заменить на С в единицах р , где мы должны интерпретировать градус Цельсия как изменение температуры.

Пожалуйста, смотрите мое редактирование.
2C != 248 K, вероятно, самая важная часть этого ответа.
@Джаспер Действительно; иногда, даже если вы чего-то не понимаете, почему что-то не работает, видя, что, если бы это работало, мы получили бы абсурдные вещи на самом деле единственный ключ к пониманию этого факта. Математики в основном называют это методом противоречия .

Универсальная газовая постоянная говорит вам, насколько изменится энергия газа при изменении массы, количества частиц или температуры.

Допустим, мы хотели преобразовать р к Дж г * м о л * К . Значение р в этих единицах будет отличаться от 8317 , потому что изменение массы газа на 1 грамм отличается от изменения массы газа на 1 килограмм. В частности, добавление 1 грамма к массе газа в 1000 раз меньше изменения, чем добавление 1 килограмма массы, поэтому соответствующее значение р должно быть в 1000 раз меньше, а именно 8.317 Дж г * м о л * К .

Теперь, когда мы хотим преобразовать градусы Цельсия в кельвины, возникает вопрос: «Насколько больше (или меньше) изменится температура газа, если мы прибавим 1 градус Цельсия по сравнению с 1 кельвином?» И ответ заключается в том, что добавление 1 градуса Цельсия к температуре точно такое же , как добавление 1 градуса Кельвина, потому что одно является просто сдвинутой версией другого.

Может помочь аналогия: предположим, вы измеряете скорость автомобиля, едущего по вашей улице. Это можно сделать, разделив расстояние, пройденное автомобилем, на время, необходимое для этого. Предположим, вы сделали это двумя способами: в одном испытании вы запускаете секундомер за несколько секунд до того, как машина повернет на вашу улицу, и отмечаете время, когда она проезжает два маркера. В другом испытании вы включаете секундомер за час до того, как машина сворачивает на вашу улицу, и отмечаете время, когда она проезжает два маркера. Поскольку вас интересует только разница между двумя записанными вами временами, на самом деле не имеет значения, когда вы запускаете секундомер, поэтому вы получите один и тот же ответ в любом случае.

пожалуйста, смотрите мое редактирование.
@onurcanbektas Изменение на один кельвин не равно изменению на 274,16 градуса по Цельсию. Если я нагрею чашку с водой с 23 градусов по Цельсию до 24 градусов по Цельсию, это будет то же самое, что нагреть ее с 296,15 К до 297,15 К. Когда я изменю температуру чашки на 1 градус Цельсия, ее температура изменится на 1 кельвин. Константы пропорциональности измеряют, как что-то меняется , поэтому важна относительная ширина изменений в разных единицах измерения.
Почему вы считаете изменение, а не фактическую стоимость?
@onurcanbektas Потому что константы пропорциональности измеряют, как одно значение изменяется в ответ на изменение другого значения. Например, скорость измеряет, как положение объекта изменяется за заданное изменение во времени.
Какая пропорционально постоянная? Они просто единицы. Даже если вы видите их как некоторый коэффициент, « константы пропорциональности измеряют, как одно значение изменяется в ответ на изменение другого значения », мне не ясно, почему это так. Не могли бы вы немного уточнить этот момент?

Единицы мультипликативны. Когда у вас есть 10 м, это означает, что вы в 10 раз больше одного метра от некоторой точки. В расстоянии единица полностью относительна. В градусах Цельсия/кельвина точка была выбрана априори, и все значения относятся к этой абсолютной точке.

Я не знаю, какой именно у вас R , но, скорее всего, он снова относительный. Он показывает, как изменяется энергия при изменении температуры на 1 °C/1 K, и это изменение такое же, как в градусах Цельсия и в градусах Кельвина.

Величина градуса Кельвина равна величине градуса по Цельсию. Изменение температуры в градусах Кельвина равно изменению температуры в градусах Цельсия.

Итог: что-либо на градус Кельвина такое же, как на градус Цельсия.

Надеюсь это поможет.

Ответ Archisman Panigrahi в значительной степени отвечает на вопрос.

Однако единицы газовой постоянной либо Дж к м о л К (значение тогда около 8310) или Дж м о л К (со значением около 8,31). Произведение кг на моль в знаменателе не имеет смысла. Меня озадачивает, что не только ОП, но и некоторые ответы имеют одинаковые неправильные единицы измерения. Еще более загадочно, если эти цитаты в ОП воспроизведены точно из настоящей книги.

Я думаю, что ваш учебник выбрал плохой пример, потому что универсальная газовая постоянная обычно не записывается в градусах Цельсия. Даже на странице Википедии не указаны единицы измерения с градусами Цельсия. Коэффициент пересчета основан на том, что:

Δ Т [ о С ] Δ Т [ К ] "=" 1 И не

Т [ С ] Т [ К ] "=" 1

Например, для уравнения Вопрос "=" м С п Δ Т , единицы С п может быть на кельвин или на градус Цельсия, используя первую формулу преобразования для Δ Т . Но для универсальной газовой постоянной, используемой в законе идеального газа:

п В "=" н р Т

Где Т это абсолютная температура, которую вы не можете иметь р с обеими температурными шкалами и имеют одинаковую величину, потому что в одном случае вы подставите 1 о С для Т а в другом случае подставишь 274,15 К поэтому другие значения будут другими. Так р в единицах Дж м о л о С неправильно.