O nollaehdoton ja alin teoreettinen lämpötila johon keho voi päästä käsiksi. Tämä on lämpösekoituksen alaraja ja vastaa a fyysinen tila jossa kokonaisuus kineettinen energia ja potentiaalia järjestelmän arvo on nolla. Kolmannen lain mukaan Termodynamiikka, jos jokin järjestelmä saavuttaa absoluuttisen nollalämpötilan, sen haje muuttuu tyhjäksi.
Katso myös: 7 kysymystä, joihin fysiikka ei ole vastannut
Määritelmä
klo termodynaaminen asteikko Kelvineissä mitattuna absoluuttinen nolla on 0 K, -273,15 ºC tai jopa -459,67 ºF. Teoriassa, jos jokin termodynaaminen järjestelmä on tässä lämpötilassa, kaikki sen molekyylejä, atomeja ja elektroneja ne ovat täydellisessä levossa, ilman kineettistä energiaa tai minkäänlaista vuorovaikutusta niiden aineosien välillä.
Kuitenkin, kun aineen lämpötila on lähellä absoluuttista nollaa, Fysiikan lait muuttavat käyttäytymistä. Näin alhaisilla tasoilla energiaa, kvanttiefektit alkavat vaikuttaa atomien ja molekyylien dynamiikkaan.
Seurauksena kvanttivaikutusten ilmaantumisesta on, että kaikki determinismi ja mittausten mahdollisuus tarkoilla (jotka ovat yleisiä klassisessa fysiikassa) ei ole enää järkeä kvanttiominaisuuden ansiosta kutsu Heisenbergin epävarmuusperiaate.
Yksinkertaisesti, Heisenbergin periaate se on luonnon pakottamista, joka estää meitä tietämästä täydellisellä tarkkuudella mitään suuruutta kvanttijärjestelmiin liittyvä fysiikka.
Toisin sanoen tämän periaatteen ansiosta a: n sijaintia ei voida määrittää mahdollisimman tarkasti atomi, koska sitä varten sen pitäisi olla täysin staattinen, ja tämä ei ole ominaisuuksien sallimaa antaa kvanttifysiikka.
Miksi absoluuttista nollaa ei voida saavuttaa?
THE mahdottomuusabsoluuttisesta nollasta selittyy termodynamiikan kolmannella pääsäännöllä. Tämä laki, joka tunnetaan myös Nernstin lauseena tai postulaattina, sanoo, että on mahdotonta, että rajallisella määrällä muunnoksia järjestelmän entropiasta tulee nolla.
Katso myös:Löydä hauskoja faktoja säteistä, jotka saavat hiuksesi nousemaan
Mitä tapahtuisi absoluuttisessa nollapisteessä?
huolimatta ei pysty saavuttamaan absoluuttista nollaa, kun nousemme vain muutaman asteen lämpötilan yläpuolelle, esiin tulee mielenkiintoisia vaikutuksia: atomit ovat hyvin lähellä toisiaan, jopa kaasut, Kuten vety ja heliumia, muuttuvat kiinteäksi. Tässä lämpötilassa esiintyy joitain aineita suprajohtavia ominaisuuksia, kuten liigat niobium ja titaani.
Jotkut teoreettiset fyysikot uskovat myös, että jos keho saavuttaisi absoluuttisen nollan lämpötilan, sen massa lakkaisi olemasta. Syy tähän käyttäytymiseen on lepoenergiaa, saksalaisen fyysikon luoma käsite Albert Einstein. Mukaan Einsteinin suhde pasta ja lepoenergiaa, keholla ilman energiaa ei voi olla massaa.
Katsomyös: Onnettomuudessa tapahtuneet fysiikan löydöt
Kuinka saavuttaa absoluuttinen nolla?
Tiedemiehet käyttävät useita tekniikoita luodakseen keinotekoisesti lämpötiloja lähellä absoluuttista nollaa. Yksi tutkijoiden eniten käyttämistä tavoista saavuttaa 0 K on laserjäähdytys.
Prosessi toimii näin: a fotoni säteilee kohti atomia, tämä fotoni absorboituu ja peräkkäin emittoituu uudelleen vastakkaiseen suuntaan. Kuitenkin uudelleen säteilevien fotonien energiat ovat hieman korkeammat kuin tapahtuvat fotonit, ero energiaa saadaan itse atomin liikkeestä, jonka värähtelyä pienennetään, kunnes se on lähes kokonaan pysähtyi.
Katsomyös: Tiedä kaikki termologiasta
Absoluuttisen nollan mahdottomuus
absoluuttinen nolla on saavuttamaton, eli emme koskaan mittaa mitään siinä lämpötilassa. Tämä mahdottomuus juontaa juurensa termodynamiikan laeista ja myös kvanttifysiikan ominaisuuksista. Esimerkiksi epävarmuusperiaate takaa, että kvanttijärjestelmän energia ei koskaan ole nolla.
Toinen tapa ymmärtää absoluuttisen nollan mahdottomuus koskee mittausprosessi lämpötilasta. Kun meidän on mitattava kehon tai järjestelmän lämpötila, käytämme a lämpömittari. Jos kuitenkin laitamme lämpömittarin mittaamaan jonkin kehon lämpötilaa, oletettavasti 0 K: n lämpötilassa, tämä laite vaihtaa lämpöä kehon kanssa, jonka lämpötila nousee jopa mikroskooppisilla tasoilla.
Kirjailija: Minä Rafael Helerbrock
