O nulisabsoliutus ir žemiausia teorinė temperatūra kurį kūnas gali pasiekti. Tai yra apatinė terminio maišymo riba ir atitinkanti a fizinė būklė kuriame visuma kinetinė energija ir potencialus sistemos lygi nuliui. Pagal trečiąjį 2004 m Termodinamika, jei kai kuri sistema pasiekia absoliučią nulinę temperatūrą, jos entropija tampa niekinis.
Taip pat žiūrėkite: 7 klausimai, į kuriuos fizika dar neatsakė
Apibrėžimas
At termodinaminė skalė temperatūros, graduotos kelvinais, absoliutus nulis yra lygus 0 K, –273,15 ºC arba net –459,67 ºF. Teoriškai, jei kuri nors termodinaminė sistema yra šioje temperatūroje, visa tai molekulės, atomai ir elektronai jie yra tobulos ramybės būsenos, be jokios kinetinės energijos ar bet kokios rūšies sąveikos tarp savo sudedamųjų dalių.
Tačiau, kai materijos temperatūra yra artima absoliučiam nuliui, Fizikos dėsniai keičia elgesį. Esant tokiam žemam energijos, kvantiniai efektai pradeda daryti įtaką atomų ir molekulių dinamikai.
Kvantinių efektų atsiradimo pasekmė yra ta, kad visas determinizmas ir matavimų galimybė tikslūs (kurie įprasti klasikinėje fizikoje) kvantinės savybės dėka nebetenka prasmės atšaukti Heisenbergo neapibrėžtumo principas.
Paprasčiausiai, Heisenbergo principas tai gamtos primetimas, neleidžiantis visiškai tiksliai žinoti bet ko didybė fizika, susijusi su kvantinėmis sistemomis.
Kitaip tariant, šio principo dėka neįmanoma maksimaliai tiksliai nustatyti a padėties atomą, nes tam jis turėtų būti visiškai statiškas, ir to neleidžia savybės duoda Kvantinė fizika.
Kodėl neįmanoma pasiekti absoliutaus nulio?
neįmanomanuo absoliutaus nulio paaiškinamas trečiuoju termodinamikos dėsniu. Šis dėsnis, taip pat žinomas kaip Nernsto teorema arba postulatas, teigia, kad neįmanoma galutiniu skaičiumi transformacijų nuliui tapti sistemos entropija.
Taip pat žiūrėkite:Atraskite įdomių faktų apie spindulius, kurie privers jūsų plaukus atsistoti
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Kas nutiktų esant absoliučiam nuliui?
nepaisant negalėdamas pasiekti absoliutaus nulio, kai pasiekiame vos kelis laipsnius virš tos temperatūros, atsiranda keletas įdomių efektų: atomai yra labai arti net vienas kitą dujos, Kaip vandenilis ir helis, tampa tvirta. Esant tokiai temperatūrai, kai kurios medžiagos turi superlaidžios savybės, kaip ir niobio ir titanas.
Kai kurie teoriniai fizikai taip pat mano, kad jei kūnas pasiektų absoliutaus nulio temperatūrą, jo temperatūra masė nustotų egzistuoti. Tokio elgesio priežastis yra ramybės energija, vokiečių fiziko sukurta koncepcija Albertas Einšteinas. Pagal Einšteino santykius tarp makaronai ir poilsio energija, kūnas be jokios energijos negali turėti masės.
Pažiūrėktaip pat: Fizikos atradimai, įvykę atsitiktinai
Kaip pasiekti absoliutų nulį?
Yra keletas metodų, kuriuos mokslininkai naudoja dirbtinai sukurti temperatūrą, artimą absoliučiam nuliui. Vienas iš labiausiai mokslininkų naudojamų būdų pasiekti 0 K yra lazerinis aušinimas.
Procesas veikia taip: a fotonas yra išskiriamas link atomo, šis fotonas absorbuojamas ir iš eilės vėl spinduliuojamas priešinga kryptimi. Tačiau pakartotinai išskiriamų fotonų energija yra šiek tiek didesnė nei krintančių fotonų, jų skirtumas energija išgaunama iš paties atomo judesio, kurio svyravimai yra sumažinami, kol jis beveik visiškai pasibaigia sustojo.
Pažiūrėktaip pat: Žinokite viską apie termologiją
Absoliutaus nulio neįmanoma
absoliutus nulis yra nepasiekiamas, tai mes niekada nieko nematuosime tokioje temperatūroje. Šis neįmanomumas kyla iš termodinamikos dėsnių ir kvantinės fizikos savybių. Pavyzdžiui, neapibrėžtumo principas garantuoja, kad kvantinės sistemos energija niekada nebus lygi nuliui.
Kitas būdas suprasti absoliutaus nulio neįmanomumą yra susijęs su matavimo procesas temperatūros. Kai reikia matuoti kūno ar sistemos temperatūrą, naudojame a termometras. Tačiau jei įdėtume termometrą tam tikro kūno temperatūrai matuoti, tariamai esant 0 K temperatūrai, šį instrumentą keisis šiluma su kūnu, kurio temperatūra bus padidinta net esant mikroskopiniam lygiui.
Mano. Rafaelis Helerbrockas
