O nulabsoluut en de laagste theoretische temperatuur die een lichaam kan bereiken. Dit is de ondergrens van thermische agitatie en komt overeen met a fysieke toestand waarin het geheel kinetische energie en potentieel van een systeem gelijk is aan nul. Volgens de derde wet van Thermodynamica, indien een systeem bereikt het absolute nulpunt, het is entropie wordt nul.
Zie ook: 7 vragen die natuurkunde niet heeft beantwoord
Definitie
Bij thermodynamische schaal van temperatuur, gegradueerd in kelvin, het absolute nulpunt is gelijk aan 0 K, -273,15 C of zelfs -459,67 ºF. Theoretisch, als een thermodynamisch systeem op deze temperatuur is, zijn al zijn moleculen, atomen en elektronen ze zijn in een perfecte staat van rust, zonder enige kinetische energie of enige vorm van interactie tussen hun bestanddelen.
Wanneer materie echter een temperatuur heeft die dicht bij het absolute nulpunt ligt, Natuurwetten veranderen gedrag. Op zulke lage niveaus van energie, beginnen kwantumeffecten de dynamiek van atomen en moleculen te beïnvloeden.
Het gevolg van het ontstaan van kwantumeffecten is dat alle determinisme en de mogelijkheid van metingen nauwkeurig (wat gebruikelijk is in de klassieke natuurkunde) heeft geen zin meer, dankzij een kwantumeigenschap oproep van Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg.
Heel eenvoudig, de Het principe van Heisenberg het is een oplegging van de natuur die ons verhindert om met totale precisie te weten wat grootheid natuurkunde gerelateerd aan kwantumsystemen.
Met andere woorden, dankzij dit principe is het niet mogelijk om met maximale precisie de positie van a. te bepalen atoom, want daarvoor zou het perfect statisch moeten zijn, en dit is niet toegestaan door de eigenschappen geeft kwantumfysica.
Waarom is het niet mogelijk om het absolute nulpunt te bereiken?
DE onmogelijkheidvanaf het absolute nulpunt wordt verklaard door de derde wet van de thermodynamica. Deze wet, ook bekend als de stelling of het postulaat van Nernst, stelt dat het onmogelijk is, door een eindig aantal transformaties, dat de entropie van een systeem nul wordt.
Zie ook:Ontdek leuke weetjes over de stralen waarvan je haren overeind gaan staan
Wat zou er gebeuren bij het absolute nulpunt?
ondanks het absolute nulpunt niet kunnen bereiken, wanneer we slechts een paar graden boven die temperatuur komen, komen er enkele interessante effecten naar voren: de atomen zijn heel dichtbij elkaar, zelfs de gassen, Leuk vinden waterstof en helium, stevig worden. Bij deze temperatuur zijn sommige stoffen aanwezig supergeleidende eigenschappen, zoals de competities van niobium en titanium.
Sommige theoretische natuurkundigen geloven ook dat als een lichaam een temperatuur van het absolute nulpunt zou bereiken, het massa zou ophouden te bestaan. De reden voor dit gedrag ligt in de rustende energie, een concept bedacht door de Duitse natuurkundige Albert Einstein. Volgens Einsteins relatie tussen pasta en rustende energie, een lichaam zonder energie kan geen massa hebben.
Kijkook: Natuurkundige ontdekkingen die per ongeluk plaatsvonden
Hoe het absolute nulpunt bereiken?
Er zijn verschillende technieken die door wetenschappers worden gebruikt om kunstmatig temperaturen in de buurt van het absolute nulpunt te creëren. Een van de meest gebruikte manieren door wetenschappers om 0 K te bereiken is de laserkoeling.
Het proces werkt als volgt: a foton wordt uitgezonden naar een atoom, wordt dit foton geabsorbeerd en, in volgorde, opnieuw uitgezonden in de tegenovergestelde richting. De opnieuw uitgezonden fotonen hebben echter energieën die iets hoger zijn dan de invallende fotonen, het verschil van energie wordt onttrokken aan de beweging van het atoom zelf, waarvan de oscillatie wordt verminderd totdat deze bijna volledig is gestopt.
Kijkook: Alles weten over thermologie
De onmogelijkheid van het absolute nulpunt
absolute nul is onbereikbaar, dat wil zeggen, we zullen nooit iets meten bij die temperatuur. Deze onmogelijkheid vindt zijn oorsprong in de wetten van de thermodynamica en ook in de eigenschappen van de kwantumfysica. Het onzekerheidsprincipe garandeert bijvoorbeeld dat de energie van een kwantumsysteem nooit nul is.
Een andere manier om de onmogelijkheid van het absolute nulpunt te begrijpen, betreft de meetproces van temperatuur. Wanneer we de temperatuur van een lichaam of systeem moeten meten, gebruiken we a thermometer. Als we echter een thermometer plaatsen om de temperatuur van een lichaam te meten, vermoedelijk bij een temperatuur van 0 K, dat instrument zal warmte uitwisselen met het lichaam, waarvan de temperatuur zal worden verhoogd, zelfs op microscopisch kleine niveaus.
Door mij Rafael Helerbrock
