ო ნულიაბსოლუტური და ყველაზე დაბალი თეორიული ტემპერატურა რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს სხეულს. ეს არის თერმული აჟიოტაჟის ქვედა ზღვარი და შეესაბამება ა ფიზიკური მდგომარეობა რომელშიც მთელი კინეტიკური ენერგია და პოტენციალი სისტემის ტოლია ნულის. მესამე კანონის მიხედვით თერმოდინამიკა, თუ ზოგიერთი სისტემა აღწევს აბსოლუტურ ნულოვან ტემპერატურას, მისი ენტროპია ხდება ნულოვანი.
იხილეთ ასევე: 7 კითხვა ფიზიკას არ უპასუხა
განმარტება
ზე თერმოდინამიკური მასშტაბი ტემპერატურის, კელვინებში გრადუსირებული, აბსოლუტური ნული უდრის 0 K-ს, -273,15 ºC, ან თუნდაც -459,67 ºF-ს. თეორიულად, თუ რომელიმე თერმოდინამიკური სისტემა ამ ტემპერატურაზეა, ყველა მისი მოლეკულები, ატომები და ელექტრონები ისინი სრულყოფილ მოსვენებულ მდგომარეობაში არიან, ყოველგვარი კინეტიკური ენერგიის ან რაიმე სახის ურთიერთქმედების გარეშე მათ შემადგენელ კომპონენტებს შორის.
თუმცა, როდესაც მატერია არის აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურაზე, ფიზიკის კანონები ცვლის ქცევას. ასეთ დაბალ დონეზე ენერგიაკვანტური ეფექტები იწყებს გავლენას ატომებისა და მოლეკულების დინამიკაზე.
კვანტური ეფექტების გაჩენის შედეგია ყველა დეტერმინიზმი და გაზომვების შესაძლებლობა ზუსტი (რაც გავრცელებულია კლასიკურ ფიზიკაში) აზრი აღარ აქვს, კვანტური თვისების წყალობით ზარი ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპი.
უბრალოდ, ჰაიზენბერგის პრინციპი ეს არის ბუნების დაწესება, რომელიც გვიშლის საშუალებას ვიცოდეთ, სრული სიზუსტით, ნებისმიერი სიდიადე კვანტურ სისტემებთან დაკავშირებული ფიზიკა.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ პრინციპის წყალობით შეუძლებელია ა-ს პოზიციის მაქსიმალური სიზუსტით დადგენა ატომი, რადგან ამისთვის ის იდეალურად სტატიკური უნდა იყოს და ეს თვისებები დაუშვებელია აძლევს კვანტური ფიზიკა.
რატომ არ არის შესაძლებელი აბსოლუტური ნულის მიღწევა?
THE შეუძლებლობააბსოლუტური ნულიდან აიხსნება თერმოდინამიკის მესამე კანონით. ეს კანონი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ნერნსტის თეორემა ან პოსტულატი, ამბობს, რომ შეუძლებელია, სასრული რაოდენობის გარდაქმნებით, სისტემის ენტროპია გახდეს ნული.
იხილეთ ასევე:აღმოაჩინეთ სახალისო ფაქტები სხივების შესახებ, რომლებიც თმას აგიწევს
რა მოხდებოდა აბსოლუტურ ნულზე?
იმისდა მიუხედავად ვერ მიაღწევს აბსოლუტურ ნულსროდესაც ამ ტემპერატურას მხოლოდ რამდენიმე გრადუსს მივაღწევთ, ჩნდება რამდენიმე საინტერესო ეფექტი: ატომები ძალიან ახლოსაა ერთმანეთი, თუნდაც გაზები, მოსწონს წყალბადის და ჰელიუმი, გახდეს მყარი. ამ ტემპერატურაზე არის გარკვეული ნივთიერებები სუპერგამტარი თვისებებილიგების მსგავსად ნიობიუმი და ტიტანის.
ზოგიერთი თეორიული ფიზიკოსი ასევე თვლის, რომ თუ სხეული მიაღწევს აბსოლუტურ ნულის ტემპერატურას, ის მასა შეწყვეტს არსებობას. ამ ქცევის მიზეზი არის დასვენების ენერგია, გერმანელი ფიზიკოსის მიერ შექმნილი კონცეფცია ალბერტ აინშტაინი. აინშტაინის ურთიერთობის მიხედვით მაკარონი და დასვენების ენერგია, სხეულს ყოველგვარი ენერგიის გარეშე არ შეიძლება ჰქონდეს მასა.
შეხედეასევე: ფიზიკის აღმოჩენები, რომლებიც მოხდა შემთხვევით
როგორ მივაღწიოთ აბსოლუტურ ნულს?
არსებობს რამდენიმე ტექნიკა, რომელსაც მეცნიერები იყენებენ აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურის ხელოვნურად შესაქმნელად. მეცნიერთა მიერ 0 K-ის მიღწევის ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული გზაა ლაზერული გაგრილება.
პროცესი ასე მუშაობს: ა ფოტონი გამოიყოფა ატომისკენ, ეს ფოტონი შეიწოვება და თანმიმდევრობით ხელახლა ასხივებს საპირისპირო მიმართულებით. თუმცა, ხელახლა გამოსხივებულ ფოტონებს აქვთ ენერგია ოდნავ უფრო მაღალი ვიდრე შემხვედრი ფოტონები, განსხვავება ენერგია გამოიყოფა თავად ატომის მოძრაობიდან, რომლის რხევა თითქმის მთლიანად შემცირდა შეჩერდა.
შეხედეასევე: იცოდე ყველაფერი თერმოლოგიის შესახებ
აბსოლუტური ნულის შეუძლებლობა
აბსოლუტური ნული არის მიუღწეველი, ანუ იმ ტემპერატურაზე არასდროს არაფერს გავზომავთ. ეს შეუძლებლობა სათავეს იღებს თერმოდინამიკის კანონებიდან და ასევე კვანტური ფიზიკის თვისებებში. მაგალითად, გაურკვევლობის პრინციპი იძლევა გარანტიას, რომ კვანტური სისტემის ენერგია არასოდეს არის ნული.
აბსოლუტური ნულის შეუძლებლობის გაგების კიდევ ერთი გზა ეხება გაზომვის პროცესი ტემპერატურის. როდესაც სხეულის ან სისტემის ტემპერატურის გაზომვა გვჭირდება, ვიყენებთ ა თერმომეტრი. თუმცა, თუ დავაყენებთ თერმომეტრს რომელიმე სხეულის ტემპერატურის გასაზომად, სავარაუდოდ 0 K ტემპერატურაზე, ეს ინსტრუმენტი გაცვლის სითბოს სხეულთან, რომელსაც გაზრდის მისი ტემპერატურა, თუნდაც მიკროსკოპულ დონეზე.
ჩემ მიერ რაფაელ ჰელერბროკი
