Согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории, давление р прямо пропорционально средней кинетичес­кой энергии и Шкала абсолютных температур поступательного движения молекул:

 

Шкала абсолютных температур

 

где n — объемная концентрация молекул. Заменив в Шкала абсолютных температур n отношением числа молекул N к объему газа Шкала абсолютных температур получим:

 

Шкала абсолютных температур.

 

В состоянии теплового равновесия при постоянном объеме средняя кинетическая энергия дан­ной массы газа должна иметь вполне определенное значение, как и температура. Согласно форму­ле Шкала абсолютных температур, это означает, что отношение Шкала абсолютных температур для данной температуры должно быть одним и тем же для любых идеальных газов. То, что это действительно так, было подтверждено экспериментально для разных газов, находящихся в условиях теплового равновесия при постоянном объеме (изме­рялось давление).

 

Абсолютная температура .

Таким образом, величина Шкала абсолютных температур которую, в отличие от микропараметра Шкала абсолютных температур, легко измерить, является вполне однозначной характеристикой теплового состояния газа, как и температура. Измеряется Шкала абсолютных температур (как и энергия) и джоулях. Зависит она только от температуры и может рассматри­ваться как естественная мера температуры. Однако в силу укоренившейся привычки измерять температуру в градусах был введен коэффициент пропорциональности k между температурой Шкала абсолютных температур, выраженной в энергетических единицах, и температурой T, выраженной в градусах:

 

Шкала абсолютных температур,

или

Шкала абсолютных температур.

 

Температура T , определяемая равенством , называется абсолютной температурой .

Абсолютный нуль температуры .

Значения температуры, определенной по формуле Шкала абсолютных температур, всегда положительны в силу положительности Шкала абсолютных температур (ни давление, ни объем, ни число частиц отрицательными быть не могут).

Поэтому минимальным значением температуры является нуль. Температура может равняться нулю, если давление либо объем равны нулю. Из принятого определения температуры следует, что нулем температуры является температура, при которой прекращается хаотическое движение молекул. Она называется абсолютным нулем температуры.

Температура, как и давление, определяется средней кинетической энергией молекул идеального газа. Поэтому температура, как и давление, является статистической величиной (статис­тической называется величина, имеющая смысл только для систем, содержащих очень большое число частиц). Нельзя говорить о температуре одной или нескольких молекул.

Абсолютную шкалу температур ввел английский ученый У. Кельвин в 1860 г. Нулевая температура по абсолютной шкале (ее называют также шкалой Кельвина) соответствует абсолютному пулю, а каждая единица температуры по этой шкале равна градусу по шкале Цельсия.

Единица абсолютной температуры является одной из семи основных единиц СИ и измеряется в Кельвинах (обозначается буквой К).

Связь между температурами, измеренными по шкалам Цельсия t и Кельвина Т. описывается формулой:

 

Шкала абсолютных температур.

 

Абсолютный нуль равен -273.15 ºС. Как правило, при расчетах пользуются округленным значением абсолютного нуля (-273 ºС).

 

Постоянная Больцмана .

Коэффициент пропорциональности k в формуле называется постоянной Больцмана в честь Л. Больцмана, одного из основателей молекулярно-кинетической теории газа. Этот коэф­фициент составляет k = 1,38 -23 Дж/К.

Постоянная Больцмана связывает температуру Шкала абсолютных температур в энергетических единицах с температурой T в кельвинах. Это одна из наиболее важных постоянных в молекулярно-кинетической теории.