O nulisabsoliutus ir žemiausia teorinė temperatūra kurį gali pasiekti kūnas. Tai yra apatinė šiluminio maišymo riba ir atitinka a fizinė būklė kurioje visuma kinetinė energija ir potencialus sistemos yra lygus nuliui. Pagal trečiąjį dėsnį Termodinamika, jei kai kuri sistema pasiekia absoliučią nulinę temperatūrą, jos entropija tampa niekine.
Taip pat žiūrėkite: 7 klausimai, į kuriuos fizika neatsakė
Apibrėžimas
At termodinaminė skalė Kelvinais, absoliutus nulis atitinka 0 K, -273,15 ºC arba net -459,67 ºF. Teoriškai, jei kuri nors termodinaminė sistema yra tokios temperatūros, visa jos temperatūra molekules, atomai ir elektronų jie yra tobulos ramybės būsenoje, be jokios kinetinės energijos ar jokios sąveikos tarp jų sudedamųjų dalių.
Tačiau kai medžiagos temperatūra yra artima absoliučiam nuliui, Fizikos dėsniai keičia elgesį. Esant tokiam žemam lygiui energijos, kvantiniai efektai pradeda daryti įtaką atomų ir molekulių dinamikai.
Kvantinių efektų atsiradimo pasekmė yra ta, kad visas determinizmas ir matavimų galimybė tikslūs (kurie yra įprasti klasikinėje fizikoje) nebėra prasmės dėl kvantinės savybės atšaukti
Heisenbergo neapibrėžtumo principas.Paprasčiausiai, Heisenbergo principas tai gamtos prievarta, neleidžianti mums visiškai tiksliai žinoti bet ko didybė fizika, susijusi su kvantinėmis sistemomis.
Kitaip tariant, šio principo dėka neįmanoma maksimaliai tiksliai nustatyti a padėties atomas, nes tam jis turėtų būti visiškai statinis, o to neleidžia savybės duoda Kvantinė fizika.
Kodėl neįmanoma pasiekti absoliutaus nulio?
THE neįmanomumasnuo absoliutaus nulio paaiškinama trečiuoju termodinamikos dėsniu. Šis dėsnis, taip pat žinomas kaip Nernsto teorema arba postulatas, teigia, kad neįmanoma, kad sistemos entropija taptų nuliu, esant ribotam transformacijų skaičiui.
Taip pat žiūrėkite:Atraskite įdomių faktų apie spindulius, nuo kurių jums stos plaukai
Kas nutiktų esant absoliučiam nuliui?
nepaisant negalėdamas pasiekti absoliutaus nulio, kai pasiekiame vos kelis laipsnius virš šios temperatūros, atsiranda keletas įdomių efektų: atomai yra labai arti vienas kitą, net dujų, Kaip vandenilis ir helis, tapti kietas. Esant tokiai temperatūrai, atsiranda tam tikrų medžiagų superlaidžios savybės, kaip lygos niobis ir titano.
Kai kurie teoriniai fizikai taip pat mano, kad jei kūnas pasiektų absoliutaus nulio temperatūrą, jo masė nustotų egzistuoti. Tokio elgesio priežastis yra poilsio energija, vokiečių fiziko sukurta koncepcija Albertas Einšteinas. Pagal Einšteino santykius tarp makaronai ir poilsio energija, kūnas be jokios energijos negali turėti masės.
Žiūrėktaip pat: Fizikos atradimai, įvykę per nelaimingą atsitikimą
Kaip pasiekti absoliutų nulį?
Yra keletas metodų, kuriuos mokslininkai naudoja dirbtinai sukurti absoliučiam nuliui artimą temperatūrą. Vienas iš dažniausiai mokslininkų naudojamų būdų pasiekti 0 K yra aušinimas lazeriu.
Procesas veikia taip: a fotonas išspinduliuojamas link atomo, šis fotonas sugeriamas ir iš eilės vėl išspinduliuojamas priešinga kryptimi. Tačiau pakartotinai išspinduliuotų fotonų energija yra šiek tiek didesnė nei krintančių fotonų, skirtumo energija išgaunama iš paties atomo judėjimo, kurio svyravimai sumažėja iki beveik visiško sustojo.
Žiūrėktaip pat: Žinokite viską apie termologiją
Absoliutaus nulio neįmanoma
yra absoliutus nulis nepasiekiamas, tai mes niekada nieko nematuosime tokioje temperatūroje. Ši negalimybė kyla iš termodinamikos dėsnių ir kvantinės fizikos savybių. Pavyzdžiui, neapibrėžtumo principas garantuoja, kad kvantinės sistemos energija niekada nėra lygi nuliui.
Kitas būdas suprasti absoliutaus nulio neįmanomybę yra susijęs su matavimo procesas temperatūros. Kai reikia išmatuoti kūno ar sistemos temperatūrą, naudojame a termometras. Tačiau jei įdėtume termometrą, kad pamatuotume kokio nors kūno temperatūrą, tariamai esant 0 K temperatūrai, tas prietaisas keisis šilumą su kūnu, kurios temperatūra padidės net ir esant mikroskopiniam lygiui.
Aš. Rafaelis Helerbrockas
