O nulleabsolūts un zemākā teorētiskā temperatūra kuru ķermenis var sasniegt. Šī ir termiskā maisīšanas apakšējā robeža un atbilst a fiziskais stāvoklis kurā veselums kinētiskā enerģija un potenciāls sistēmas vērtība ir vienāda ar nulli. Saskaņā ar trešo likumu Termodinamika, ja kāda sistēma sasniedz absolūtās nulles temperatūru, tā entropija kļūst par nulli.
Skatīt arī: 7 jautājumi, uz kuriem fizika nav atbildējusi
Definīcija
Plkst termodinamiskā skala temperatūra, graduēta kelvinos, absolūtā nulle ir vienāda ar 0 K, -273,15 ºC vai pat -459,67 ºF. Teorētiski, ja kāda termodinamiskā sistēma atrodas šajā temperatūrā, visa tā molekulas, atomi un elektroni tie atrodas ideālā miera stāvoklī, bez kinētiskās enerģijas vai jebkāda veida mijiedarbības starp to sastāvdaļām.
Tomēr, ja vielas temperatūra ir tuvu absolūtajai nullei, Fizikas likumi maina uzvedību. Tik zemā līmenī enerģiju, kvantu efekti sāk ietekmēt atomu un molekulu dinamiku.
Kvantu efektu rašanās sekas ir tādas, ka viss determinisms un mērījumu iespēja precīziem (kas ir izplatīti klasiskajā fizikā) vairs nav jēgas, pateicoties kvantu īpašībai zvans no
Heizenberga nenoteiktības princips.Pavisam vienkārši, Heizenberga princips tā ir dabas uzspiešana, kas neļauj mums ar pilnīgu precizitāti zināt jebkuru diženums fizika, kas saistīta ar kvantu sistēmām.
Citiem vārdiem sakot, pateicoties šim principam, nav iespējams ar maksimālu precizitāti noteikt a pozīciju atoms, jo tam vajadzētu būt pilnīgi statiskam, un to nepieļauj īpašības dod kvantu fizika.
Kāpēc nav iespējams sasniegt absolūto nulli?
THE neiespējamībano absolūtās nulles tiek skaidrots ar trešo termodinamikas likumu. Šis likums, kas pazīstams arī kā Nernsta teorēma vai postulāts, nosaka, ka ar ierobežotu skaitu transformāciju sistēmas entropijai nav iespējams kļūt par nulli.
Skatīt arī:Atklājiet jautrus faktus par stariem, kuru dēļ mati celsies stāvus
Kas notiktu pie absolūtās nulles?
par spīti nespēja sasniegt absolūto nulli, kad mēs sasniedzam tikai dažus grādus augstāk par šo temperatūru, parādās daži interesanti efekti: atomi atrodas ļoti tuvu viens otru, pat gāzes, patīk ūdeņradis un hēlijs, kļūst ciets. Šajā temperatūrā ir dažas vielas supravadošās īpašības, piemēram, līgas niobijs un titāns.
Daži teorētiskie fiziķi arī uzskata, ka, ja ķermenis sasniegtu absolūtās nulles temperatūru, tā masa beigtu eksistēt. Šīs uzvedības iemesls ir atpūtas enerģija, vācu fiziķa radīts jēdziens Alberts Einšteins. Saskaņā ar Einšteina attiecībām starp makaroni un atpūtas enerģija, ķermenim bez enerģijas nevar būt masa.
Skatiesarī: Fizikas atklājumi, kas radās nejauši
Kā sasniegt absolūto nulli?
Zinātnieki izmanto vairākus paņēmienus, lai mākslīgi radītu temperatūru tuvu absolūtai nullei. Viens no zinātnieku visbiežāk izmantotajiem veidiem, kā sasniegt 0 K, ir lāzera dzesēšana.
Process darbojas šādi: a fotons tiek izstarots pret atomu, šis fotons tiek absorbēts un pēc kārtas atkal izstarots pretējā virzienā. Tomēr atkārtoti izstarotajiem fotoniem ir nedaudz augstāka enerģija nekā krītošajiem fotoniem, atšķirība no enerģija tiek iegūta no paša atoma kustības, kuras svārstības tiek samazinātas līdz gandrīz pilnīgai apstājās.
Skatiesarī: Ziniet visu par termoloģiju
Absolūtās nulles neiespējamība
absolūtā nulle ir nesasniedzams, tas ir, mēs nekad neko nemērīsim tādā temperatūrā. Šīs neiespējamības izcelsme ir termodinamikas likumos un arī kvantu fizikas īpašībās. Piemēram, nenoteiktības princips garantē, ka kvantu sistēmas enerģija nekad nav vienāda ar nulli.
Vēl viens veids, kā izprast absolūtās nulles neiespējamību, attiecas uz mērīšanas process no temperatūras. Kad mums ir nepieciešams izmērīt ķermeņa vai sistēmas temperatūru, mēs izmantojam a termometrs. Tomēr, ja mēs ievietojam termometru, lai izmērītu kāda ķermeņa temperatūru, domājams, 0 K temperatūrā, šis instruments apmainīs siltumu ar ķermeni, kuras temperatūra tiks paaugstināta pat mikroskopiskā līmenī.
Es. Rafaels Helerbroks