O nullabsoluutne ja madalaim teoreetiline temperatuur milleni keha võib jõuda. See on termilise segamise alumine piir ja vastab a füüsiline seisund milles tervik kineetiline energia ja potentsiaal süsteemi väärtus on võrdne nulliga. Vastavalt kolmandale seadusele Termodünaamika, kui mõni süsteem saavutab absoluutse nulltemperatuuri, selle entroopia muutub nulliks.
Vaata ka: 7 küsimust, millele füüsika pole vastanud
Definitsioon
Kell termodünaamiline skaala Kelvinites mõõdetuna on absoluutne null võrdne 0 K, -273,15 ºC või isegi -459,67 ºF. Teoreetiliselt, kui mõni termodünaamiline süsteem on sellel temperatuuril, siis kõik selle molekulid, aatomid ja elektronid nad on täiuslikus puhkeseisundis, ilma igasuguse kineetilise energiata või mis tahes tüüpi koostoimeta nende koostisosade vahel.
Kui aga aine on absoluutse nulli lähedasel temperatuuril, Füüsikaseadused muudavad käitumist. Nii madalal tasemel energiat, hakkavad kvantefektid mõjutama aatomite ja molekulide dünaamikat.
Kvantefektide tekkimise tagajärg on kogu determinism ja mõõtmisvõimalus täpsed (mis on klassikalises füüsikas tavalised) pole tänu kvantomadusele enam mõttekad kõne Heisenbergi määramatuse põhimõte.
Väga lihtsalt, Heisenbergi põhimõte see on looduse pealesurumine, mis ei lase meil täieliku täpsusega teada mis tahes ülevus kvantsüsteemidega seotud füüsika.
Teisisõnu, tänu sellele põhimõttele ei ole võimalik maksimaalse täpsusega määrata a asukohta aatom, sest selleks peaks see olema täiesti staatiline ja seda ei luba omadused annab kvantfüüsika.
Miks ei ole võimalik saavutada absoluutset nulli?
THE võimatusabsoluutsest nullist on seletatav termodünaamika kolmanda seadusega. See seadus, mida tuntakse ka Nernsti teoreemina või postulaadina, väidab, et on võimatu, et süsteemi entroopia muutub lõpliku arvu teisenduste korral nulliks.
Vaata ka:Avastage lõbusaid fakte kiirte kohta, mis ajavad teie juuksed püsti
Mis juhtuks absoluutses nullis?
vaatamata ei suuda saavutada absoluutset nulli, kui jõuame sellest temperatuurist vaid mõne kraadi võrra kõrgemale, ilmnevad mõned huvitavad efektid: aatomid on väga lähedal üksteist, isegi gaasid, nagu vesinik ja heelium, muutuda tahkeks. Sellel temperatuuril esinevad mõned ained ülijuhtivad omadused, nagu liigad nioobium ja titaan.
Mõned teoreetilised füüsikud usuvad ka, et kui keha peaks saavutama absoluutse nulli temperatuuri, siis tema mass lakkaks olemast. Sellise käitumise põhjus peitub selles puhkeenergia, saksa füüsiku loodud kontseptsioon Albert Einstein. Vastavalt Einsteini suhtele vahel pasta ja puhkeenergiat, ilma energiata kehal ei saa olla massi.
Vaatasamuti: Füüsika avastused, mis juhtusid õnnetusega
Kuidas jõuda absoluutse nullini?
Teadlased kasutavad absoluutse nullilähedase temperatuuri kunstlikuks loomiseks mitmeid tehnikaid. Teadlaste üks enim kasutatud viise 0 K saavutamiseks on laserjahutus.
Protsess toimib järgmiselt: a footon kiirgab aatomi suunas, see footon neeldub ja järgneb uuesti vastupidises suunas. Taaskiirgatud footonite energia on aga veidi suurem kui langevatel footonitel, erinevus energiat ammutatakse aatomi enda liikumisest, mille võnkumine väheneb peaaegu täielikult peatunud.
Vaatasamuti: Tea kõike termoloogiast
Absoluutse nulli võimatus
absoluutne null on kättesaamatu, see tähendab, et me ei mõõda sellel temperatuuril kunagi midagi. See võimatus tuleneb termodünaamika seadustest ja ka kvantfüüsika omadustest. Näiteks määramatuse printsiip garanteerib, et kvantsüsteemi energia ei ole kunagi null.
Teine viis absoluutse nulli võimatuse mõistmiseks puudutab mõõtmisprotsess temperatuurist. Kui meil on vaja mõõta keha või süsteemi temperatuuri, kasutame a termomeeter. Kui aga paneme termomeetri, et mõõta mõne keha temperatuuri, väidetavalt temperatuuril 0 K, vahetab kehaga soojust, mille temperatuur tõuseb isegi mikroskoopilisel tasemel.
Mina. Rafael Helerbrock