О нулаабсолютно и най-ниската теоретична температура които тялото може да достигне. Това е долната граница на термично разклащане и съответства на a физическо състояние в който цялото кинетична енергия и потенциал на системата е равно на нула. Според третия закон на Термодинамика, ако някаква система достига абсолютна нулева температура, нейната ентропия става нула.
Вижте също: 7 въпроса, на които физиката все още не е отговорила
Определение
В термодинамична скала на температурата, градуирана в келвини, абсолютната нула е еквивалентна на 0 K, -273,15 ºC или дори -459,67 ºF. Теоретично, ако някоя термодинамична система е с тази температура, цялата си молекули, атоми и електрони те са в идеално състояние на покой, без никаква кинетична енергия или какъвто и да е вид взаимодействие между съставните им части.
Когато обаче материята е при температури, близки до абсолютната нула, Законите на физиката променят поведението. При толкова ниски нива на енергия, квантовите ефекти започват да влияят върху динамиката на атомите и молекулите.
Последицата от появата на квантовите ефекти е, че всички детерминизъм и възможността за измервания точни (които са често срещани в класическата физика) вече нямат смисъл, благодарение на квантовото свойство повикване на Принципът на несигурността на Хайзенберг.
Съвсем просто, Принципът на Хайзенберг това е налагане на природата, което ни пречи да знаем, с пълна точност, каквото и да било величие физика, свързана с квантовите системи.
С други думи, благодарение на този принцип не е възможно да се определи с максимална точност позицията на a atom, защото за това той трябва да е напълно статичен и това не е позволено от свойствата дава квантова физика.
Защо не е възможно да се достигне абсолютна нула?
НА невъзможностот абсолютна нула се обяснява с третия закон на термодинамиката. Този закон, известен също като теорема или постулат на Нернст, гласи, че е невъзможно чрез краен брой трансформации ентропията на системата да стане нулева.
Вижте също:Открийте забавни факти за лъчите, които ще накарат косата ви да се надигне
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Какво би се случило при абсолютна нула?
въпреки неспособността да достигне абсолютна нула, когато стигнем само на няколко градуса над тази температура, се появяват някои интересни ефекти: атомите са много близки един на друг, дори на газове, като водород и хелий, станете твърди. При тази температура някои вещества имат свръхпроводящи свойства, като лигите на ниобий и титан.
Някои теоретични физици също вярват, че ако едно тяло достигне температура от абсолютна нула, неговата масата би престанала да съществува. Причината за това поведение е в енергия за почивка, концепция, създадена от германския физик Алберт Айнщайн. Според връзката на Айнщайн между тестени изделия и енергия за почивка, тяло без никаква енергия не може да има маса.
Вижсъщо: Открития по физика, възникнали вследствие на злополука
Как да достигна абсолютна нула?
Има няколко техники, използвани от учените за изкуствено създаване на температури, близки до абсолютната нула. Един от най-използваните начини от учените да достигнат 0 K е лазерно охлаждане.
Процесът работи по следния начин: a фотон се излъчва към атом, този фотон се абсорбира и последователно се излъчва обратно в обратна посока. Преизлъчените фотони обаче имат енергия малко по-висока от падащите фотони, разликата от енергията се извлича от движението на самия атом, който намалява трептенията си, докато не стане почти напълно спряна.
Вижсъщо: Знаете всичко за термологията
Невъзможността за абсолютна нула
абсолютната нула е непостижимо, тоест никога няма да измерваме нищо при тази температура. Тази невъзможност произтича от законите на термодинамиката, а също и от свойствата на квантовата физика. Принципът на несигурност например гарантира, че енергията на квантовата система никога не е нула.
Друг начин за разбиране на невъзможността за абсолютна нула се отнася до процес на измерване на температурата. Когато трябва да измерим температурата на тялото или системата, използваме a термометър. Ако обаче поставим термометър за измерване на температурата на някакво тяло, предполагаемо при температура от 0 K, този инструмент ще обменя топлина с тялото, която ще има повишена температура, дори на микроскопични нива.
От мен Рафаел Хелерброк