О нульовийабсолютний і найнижча теоретична температура якого може досягти тіло. Це нижня межа термічного перемішування і відповідає a фізичний стан в якому ціле кінетична енергія і потенціал системи дорівнює нулю. Відповідно до третього закону Термодинаміка, якщо деяка система досягає температури абсолютного нуля, її ентропія стає нульовим.
Дивіться також: 7 запитань, на які фізика не відповіла
Визначення
В термодинамічна шкала температури, градуйовані в кельвінах, абсолютний нуль еквівалентний 0 К, -273,15 ºC або навіть -459,67 ºF. Теоретично, якщо будь-яка термодинамічна система знаходиться при цій температурі, вся її молекули, атоми і електрони вони знаходяться в ідеальному стані спокою, без будь-якої кінетичної енергії або будь-якої взаємодії між їх складовими.
Однак, коли речовина знаходиться при температурах, близьких до абсолютного нуля, то Закони фізики змінюють поведінку. На таких низьких рівнях енергії, квантові ефекти починають впливати на динаміку атомів і молекул.
Наслідком появи квантових ефектів є вся детермінізм і можливість вимірювань точні (які є поширеними в класичній фізиці) більше не мають сенсу завдяки квантовій властивості виклик Принцип невизначеності Гейзенберга.
Досить просто, Принцип Гейзенберга це нав'язування природи, яке не дає нам знати, з повною точністю, що-небудь велич фізика, пов'язана з квантовими системами.
Іншими словами, завдяки цьому принципу неможливо з максимальною точністю визначити положення a атом, тому що для цього він повинен бути ідеально статичним, а це не допускається властивостями дає квантова фізика.
Чому неможливо досягти абсолютного нуля?
THE неможливістьвід абсолютного нуля пояснюється третім законом термодинаміки. Цей закон, також відомий як теорема або постулат Нернста, стверджує, що за скінченної кількості перетворень неможливо, щоб ентропія системи стала нульовою.
Дивіться також:Дізнайтеся цікаві факти про промені, від яких ваше волосся дибки встають
Що станеться при абсолютному нулю?
попри не в змозі досягти абсолютного нуля, коли ми досягаємо лише кількох градусів вище цієї температури, з’являються цікаві ефекти: атоми дуже близькі один одного, навіть газів, подобається водень і гелій, стають твердими. При цій температурі присутні деякі речовини надпровідні властивості, як і ліги ніобій і титан.
Деякі фізики-теоретики також вважають, що якщо тіло досягне температури абсолютного нуля, його маса припинила б своє існування. Причина такої поведінки в енергія спокою, концепція, створена німецьким фізиком Альберт Ейнштейн. Відповідно до відносин Ейнштейна між макарони і енергія відпочинку, тіло без енергії не може мати маси.
Подивітьсятакож: Відкриття фізики, які сталися випадково
Як досягти абсолютного нуля?
Існує кілька методів, які використовуються вченими для штучного створення температур, близьких до абсолютного нуля. Одним з найбільш використовуваних вченими способів досягнення 0 К є лазерне охолодження.
Процес працює так: а фотон випромінюється до атома, цей фотон поглинається і, послідовно, повторно випромінюється в протилежному напрямку. Однак повторно випромінювані фотони мають енергію трохи вище, ніж падаючі фотони, різницю енергія витягується з руху самого атома, коли його коливання зменшуються майже повністю зупинився.
Подивітьсятакож: Знайте все про термологію
Неможливість абсолютного нуля
абсолютний нуль недосяжний, тобто ми ніколи нічого не будемо вимірювати при такій температурі. Ця неможливість бере свій початок у законах термодинаміки, а також у властивостях квантової фізики. Наприклад, принцип невизначеності гарантує, що енергія квантової системи ніколи не дорівнює нулю.
Інший спосіб розуміння неможливості абсолютного нуля стосується процес вимірювання температури. Коли нам потрібно виміряти температуру тіла або системи, ми використовуємо a термометр. Однак, якщо ми поставимо термометр для вимірювання температури якогось тіла, нібито при температурі 0 К, цей прилад буде обмінюватися теплом з тілом, температура якого підвищиться навіть на мікроскопічних рівнях.
Від мене Рафаель Хелерброк