0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Абсолютный ноль температура. Почему нельзя достичь абсолютного нуля температур

uCrazy.ru

  • Войти через Соц.сети
  • Регистрация
  • Забыли пароль?

Навигация

  • 3D игры
  • Фотоприколы
  • Фотоподборки
  • Гифки
  • Демотиваторы
  • Видео
  • Знаменитости
  • Интересное
  • Фильмы и трейлеры
  • Анекдоты и истории
  • Хайтек
  • Авто / Мото
  • Спорт
  • Музыка
  • Флеш игры и ролики
  • Всячина
  • Животные
  • В хорошие руки
  • Жесть
  • Девушки
  • Конкурс
  • Новости сайта
  • On-Line Игры
  • Реклама на сайте

ЛУЧШЕЕ ЗА НЕДЕЛЮ

  • Так себе картинки
  • Всякое
  • Воскресные
  • Картинки и мемы для настро.
  • Всякое
  • О том как 650 высших чинов.
  • Так себе картинки
  • GIFs
  • Немного слегка пошлых карт.
  • Русские сказки в иллюстрац.
  • Картинки
  • Какой антиваксер сегодня т.
  • Всякое
  • Всякое
  • Всяческие картинки
  • Всяческие картинки
  • У семьи в Москве мошенники.
  • Картинки и мемы для настро.
  • Весёлые
  • Баянисто-небаянистый юмор
  • Есть еще лучше!

ОПРОС

СЕЙЧАС НА САЙТЕ

  • 35 пользователей

КАЛЕНДАРЬ

Сегодня день рождения

Рекомендуем

Какое значение абсолютного нуля температур и почему его нельзя достичь

На генеральной конференции по мерам и весам была установлена впервые реперная или точка отсчета для измерительных приборов, определяющих показатели температуры.

Статья в тему:  Черниговско-припятская операция. Черниговско-припятская наступательная операция

В настоящее время в Международной системе единиц реперная точка для шкалы Цельсия составляет 0°C при замерзании и 100°C в процессе кипения, значение абсолютного нуля температур приравнивается к −273,15°C.

Используя температурные значения по шкале Кельвина по той же Международный системе измерения единиц, кипение воды будет происходить при реперном значении 99,975°C, абсолютный нуль приравнивается к 0. По Фаренгейту на шкале соответствует показателю -459,67 градусов.

Но, если эти данные получены, почему тогда нельзя на практике достичь абсолютного нуля температур. Для сравнения можно взять известную всем скорость света, которая равна постоянному физическому значению 1 079 252 848,8 км/ч.

Однако эту величину достичь не удается на практике. Она зависит и от длины волны передачи, и от условий, и от необходимого поглощения большого количества энергии частицами. Чтобы получить значение абсолютного нуля температур, необходима большая отдача энергии и отсутствие ее источников для предотвращения попадания ее в атомы и молекулы.

Но даже в условиях полного вакуума ни скорости света, ни абсолютного нуля температур ученым получить так и не удалось.

Почему можно достичь приблизительного нуля температур, но нельзя абсолютного

Что же будет происходить, когда наука сможет вплотную приблизиться к достижению предельно низкого показателя температуры абсолютного нуля, пока остается только в теории термодинамики и квантовой физики. В чем причина, почему нельзя достичь абсолютного нуля температур на практике.

Статья в тему:  Атмосфера земли физика. Химический состав атмосферы Земли. Состав атмосферы Земли в процентах

Все известные попытки охладить вещество до самой низкой предельной границы за счет максимальной потери энергии приводили к тому, что значение теплоемкости вещества так же достигало минимального значения. Отдавать оставшуюся часть энергии молекулы уже были просто не в состоянии. В результате процесс охлаждения прекращался, так и не достигнув абсолютного нуля.

При изучении поведения металлов в условиях, приближенных к значению абсолютного нуля температур, ученые установили, что максимальное понижение температуры должно спровоцировать потерю сопротивления.

Но прекращение движения атомов и молекул привело только к образованию кристаллической решетки, через которую проходящие электроны передавали часть своей энергии неподвижным атомам. Достичь абсолютного нуля опять не удалось.

В 2003 году до температуры абсолютного нуля не хватило всего лишь половины миллиардной доли 1°C. Исследователи «NASA» использовали для проведения опытов молекулу Na, которая все время находилась в магнитном поле и отдавала свою энергию.

Ближе всех стало достижение ученых Йельского университета, которое в 2014 году добилась показателя в 0,0025 Кельвинов. Полученное соединение монофторид стронция (SrF) существовало всего лишь 2,5 секунды. И в итоге все равно распалось на атомы.

1 комментарий

Помню, как нам про этом на уроке физики объясняли. Прочитала — и сразу ностальгия, школа, олимпиады школьные… Была поражена тогда таким понятием, как абсолютный нуль, который вовсе не нуль, а минус много градусов. Потом только дошло, что «классический» нуль, который считается по цельсию, он тоже вовсе не нуль, если использовать другую систему координат.

Статья в тему:  Белый язык у новорожденного: нормально ли это? Белый налет на языке у ребенка

Измерение

Температура — это прямое измерение тепловой энергии, то есть чем горячее объект, тем больше тепловой энергии он имеет. Тепло — это мера того, сколько тепловой энергии передается между двумя системами.
Легко повернуть механическую энергию в тепловую, например используя трение. Также можно превратить тепловую энергию в механическую с помощью теплового двигателя, но при этом всегда будет отходящее тепло.

Температура обычно наблюдается в единицах градуса Цельсия или °C (в некоторых странах используется шкала Фаренгейта); однако в научном сообществе наблюдается в единицах Си—Кельвин или K (обратите внимание, что это K не °K). Как Кельвин, так и градусы Цельсия имеют свои преимущества и недостатки.

“Гора водорода”

Ученые в то время считали, что водород сжижается при -250 °C. Это было грандиозная задача для того времени, и для этого потребовались бы устройства, которые еще не были изобретены. Но тот, кто первым получит сжиженный последний оставшийся “постоянный газ”, наверняка будет осыпан научным признанием за продвижение знаний человечества о свойства материи.

Джеймс Дьюар любил называть эту задачу “горой водорода”. Дьюар знал, что, если он сможет стать первым, кто ее покорит, его имя будет записано в залах Королевского института рядом с именем великого Майкла Фарадея. Таким образом, в середине 1880-х годов сэр Джеймс Дьюар решил направить все свои научные и инженерные ресурсы на криогенные исследования с целью сжижения водорода.

Статья в тему:  Академик понтекорво. VIVOS VOCO: С. Герштейн, "Воспоминания о Бруно Понтекорво". В литературе и искусстве

По мере продвижения экспериментов Джеймс Дьюар провел серию публичных лекций. Чтобы демонстрировать свойства самых холодных жидкостей. Специальные “сосуды Дьюара”, которые он использовал для работы с этими жидкостями, были его собственным изобретением.

Стеклянный сосуд со слоем вакуума между внутренней и внешней стенками. Ученый окунал обычно гибкие предметы в жидкий азот, а затем разбивал их, как стекло. Он доставал колбу с голубоватым жидким кислородом, который бурно кипел при комнатной температуре. Наконец, он помещал зажженную свечу в пары жидкого кислорода, что вызвало драматическую вспышку пламени.

Он завершал эти демонстрации низких температур, объясняя аудитории, что наука все больше приближается к максимально низкой температуре. После чего молекулы станут совершенно неподвижными. И, вероятно, произойдет “смерть вещества”.

Достичь температуры абсолютного нуля наука пока не может. И, скорее всего, это просто невозможно. Потому что извлечение очень маленьких объемов энергии потребует все больших и больших ее затрат. И извлечение энергии из системы до нуля потребует использования ее бесконечного количества. Хотя ученые все равно работают над решением этой задачи. Самой низкой температуры за всю историю современной физики удалось достигнуть двум ученым из США. Их имена — Эрик Корнелл и Карл Виман. В 1995 году им удалось охладить атом рубидия до температуры, которая была выше абсолютного нуля на 1/170 миллиардную долю градуса по Кельвину.

Статья в тему:  Аудиоподкасты на английском. Подкасты для изучения английского языка

Физики утверждают, что бывают даже отрицательные температуры по Кельвину (или Ранкину). Однако это не означает, что частицы становятся холоднее абсолютного нуля. Скорее это показатель того, что просто уменьшилась их энергия.

Это происходит по той причине, что температура является термодинамической величиной. Она связывает между собой энергию и энтропию. Когда система приближается к своей минимальной энергии, ее энтропия начинает увеличиваться. Это происходит только при особых обстоятельствах. Например, в квазиравновесных состояниях. Однако такая активность может привести к возникновению отрицательной температуры. Даже если энергия системы начнет увеличиваться.

Это может показаться странным, но система с отрицательной температурой может быть более горячей, чем система с положительной температурой. Так происходит потому, что распределение тепловой энергии может иметь разное направление. Обычно, в мире с положительной температурой, тепло течет из более горячего места, такого как нагретая печь, в более прохладное место, такое как комната. В системе с отрицательными температурами все будет происходить наоборот.

3 января 2013 года ученые сумели получить квантовый газ, состоящий из атомов калия, который имел отрицательную температуру. Еще ранее, в 2011 году, Вольфганг Кеттерле, Патрик Медли и их команда продемонстрировали возможность получения отрицательной абсолютной температуры в магнитной системе.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector