ო ნულიაბსოლუტური და ყველაზე დაბალი თეორიული ტემპერატურა რომელსაც სხეულს შეუძლია მიაღწიოს. ეს არის თერმული აგზნების ქვედა ზღვარი და შეესაბამება ა ფიზიკური მდგომარეობა რომელშიც მთელი კინეტიკური ენერგია და პოტენციური სისტემის ნულის ტოლია. მესამე კანონის თანახმად თერმოდინამიკათუ ზოგიერთი სისტემა აღწევს აბსოლუტური ნულის ტემპერატურას, მის ენტროპია ხდება null.
იხილეთ აგრეთვე: 7 კითხვა, რომლებსაც ფიზიკას ჯერ არ გაუცია პასუხი
განმარტება
საათზე თერმოდინამიკური მასშტაბი ტემპერატურა, კელვინებში დამთავრებული, აბსოლუტური ნულოვანი უდრის 0 K, -273,15 orC ან თუნდაც -459,67 toF. თეორიულად, თუ რომელიმე თერმოდინამიკური სისტემა ამ ტემპერატურაზეა, ეს ყველაფერი მისია მოლეკულები, ატომები და ელექტრონები ისინი მშვენიერ მდგომარეობაში არიან, ყოველგვარი კინეტიკური ენერგიის ან რაიმე სახის ურთიერთქმედების გარეშე.
ამასთან, როდესაც მატერია აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურაზეა, ფიზიკის კანონები ცვლის ქცევას. ასეთ დაბალ დონეზე ენერგია, კვანტური ეფექტები იწყებენ გავლენას ატომებისა და მოლეკულების დინამიკაზე.
კვანტური ეფექტების გაჩენის შედეგია ყველა დეტერმინიზმი და გაზომვის შესაძლებლობა ზუსტი (რაც კლასიკურ ფიზიკაში გვხვდება) აღარ აქვს აზრი კვანტური თვისების წყალობით ზარის ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპი.
უბრალოდ, ჰაიზენბერგის პრინციპი ეს არის ბუნების დაკისრება, რომელიც ხელს გვიშლის, სრული სიზუსტით ვიცოდეთ ნებისმიერი სიდიადე კვანტურ სისტემებთან დაკავშირებული ფიზიკა.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ პრინციპის წყალობით შეუძლებელია მაქსიმალური სიზუსტით განისაზღვროს a ატომი, რადგან ამისათვის ის უნდა იყოს სრულყოფილად სტატიკური, და ეს დაუშვებელია თვისებებით აძლევს კვანტური ფიზიკა.
რატომ არ არის აბსოლუტური ნულის მიღწევა?
შეუძლებლობააბსოლუტური ნულიდან აიხსნება თერმოდინამიკის მესამე კანონით. ეს კანონი, ასევე ცნობილი როგორც Nernst– ის თეორემა ან პოსტულატი, აცხადებს, რომ შეუძლებელია სასრული რაოდენობის გარდაქმნების შედეგად სისტემის ენტროპი გახდეს ნული.
იხილეთ აგრეთვე:აღმოაჩინეთ მხიარული ფაქტები სხივების შესახებ, რომლებიც თქვენს თმას გაშტერდება
ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
რა მოხდებოდა აბსოლუტურ ნულზე?
მიუხედავად იმისა ვერ შეძლო აბსოლუტური ნულის მიღწევა, როდესაც ამ ტემპერატურაზე რამდენიმე გრადუსს მივაღწევთ, რამდენიმე საინტერესო ეფექტი ჩნდება: ატომები ძალიან ახლოს არიან ერთმანეთი, თუნდაც გაზები, მოსწონს წყალბადის და ჰელიუმი, გახდი მყარი. ამ ტემპერატურაზე ზოგიერთ ნივთიერებას აქვს ზეგამტარ თვისებებს, ისევე როგორც ლიგები ნიობიუმი და ტიტანი.
ზოგიერთი თეორიული ფიზიკოსი ასევე თვლის, რომ თუ სხეული მიაღწევდა აბსოლუტური ნულის ტემპერატურას, ეს მისი მასა არსებობას შეწყვეტდა. ამ საქციელის მიზეზი არის დასვენების ენერგია, გერმანელი ფიზიკოსის მიერ შექმნილი კონცეფცია ალბერტ აინშტაინი. აინშტაინის ურთიერთობის მიხედვით მაკარონი და დასვენების ენერგია, ენერგიის გარეშე სხეულს არ შეუძლია 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 მიღწევის ერთ – ერთი ყველაზე გავრცელებული გზაა ლაზერული გაგრილება.
პროცესი ასე მუშაობს: ა ფოტონი გამოიყოფა ატომისკენ, ეს ფოტონი შეიწოვება და, თანმიმდევრობით, კვლავ გამოიყოფა საპირისპირო მიმართულებით. ამასთან, განმეორებით გამოყოფილ ფოტონებს აქვთ ენერგია ოდნავ უფრო მაღალი ვიდრე ინციდენტის მქონე ფოტონები, სხვაობა ენერგია მოიპოვება თავად ატომის მოძრაობიდან, რომელსაც რყევა აქვს შემცირებული, სანამ ის თითქმის მთლიანად არ დასრულდება შეჩერდა.
შეხედეასევე: იცოდეთ ყველაფერი თერმოლოგიის შესახებ
აბსოლუტური ნულის შეუძლებლობა
აბსოლუტური ნულოვანია მიუწვდომელი, ანუ, ჩვენ არასდროს არ გავზომავთ არაფერს ამ ტემპერატურაზე. ეს შეუძლებლობა გამომდინარეობს თერმოდინამიკის კანონებიდან და ასევე კვანტური ფიზიკის თვისებებიდან. მაგალითად, გაურკვევლობის პრინციპი იძლევა გარანტიას, რომ კვანტური სისტემის ენერგია არასოდეს არის ნულის ტოლი.
აბსოლუტური ნულის შეუძლებლობის გაგების კიდევ ერთი გზა ეხება გაზომვის პროცესი ტემპერატურის როდესაც საჭიროა სხეულის ან სისტემის ტემპერატურის გაზომვა, ვიყენებთ ა თერმომეტრი. ამასთან, თუ თერმომეტრი დავდგით ზოგიერთი სხეულის ტემპერატურის გასაზომად, სავარაუდოდ 0 K ტემპერატურაზე, ეს ინსტრუმენტია გაცვლის სხეულს სითბოს, რომლის ტემპერატურაც გაიზრდება, მიკროსკოპულ დონეზეც კი.
ჩემს მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი
