Apa yang dipanggil suhu sifar mutlak. Suhu sifar mutlak

SIFAR MUTLAK

SIFAR MUTLAK, suhu di mana semua komponen sistem mempunyai jumlah tenaga paling sedikit yang dibenarkan oleh undang-undang MEKANIK KUANTUM; sifar pada skala suhu Kelvin, atau -273.15 ° C (-459.67 ° Fahrenheit). Pada suhu ini, entropi sistem - jumlah tenaga yang tersedia untuk melakukan kerja berguna - juga sifar, walaupun jumlah tenaga sistem mungkin berbeza daripada sifar.


Kamus ensiklopedia saintifik dan teknikal.

Lihat apa "SIFAR MUTLAK" dalam kamus lain:

    Suhu ialah had suhu minimum yang boleh dimiliki oleh badan fizikal. Sifar mutlak ialah titik permulaan untuk skala suhu mutlak, seperti skala Kelvin. Pada skala Celsius, sifar mutlak sepadan dengan suhu −273 ... Wikipedia

    SUHU SIFAR MUTLAK- asal skala suhu termodinamik; terletak pada 273.16 K (Kelvin) di bawah (lihat) air, i.e. bersamaan dengan 273.16 ° C (Celsius). Sifar mutlak ialah suhu paling rendah dalam alam semula jadi dan hampir tidak dapat dicapai ... Ensiklopedia Politeknik Hebat

    Ini ialah had suhu minimum yang boleh dimiliki oleh badan fizikal. Sifar mutlak ialah titik permulaan untuk skala suhu mutlak, seperti skala Kelvin. Pada skala Celsius, sifar mutlak sepadan dengan suhu −273.15 ° C. ... ... Wikipedia

    Suhu sifar mutlak ialah had suhu minimum yang boleh dimiliki oleh badan fizikal. Sifar mutlak ialah titik permulaan untuk skala suhu mutlak, seperti skala Kelvin. Pada skala Celsius, sifar mutlak sepadan dengan ... ... Wikipedia

    Razg. Pengabaian Orang yang tidak penting, tidak penting. FSRYA, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

    sifar- sifar mutlak… Kamus Idiom Rusia

    Sifar dan sifar n., m., guna. kompaun selalunya Morfologi: (tidak) apa? sifar dan sifar, kenapa? sifar dan sifar, (lihat) apa? sifar dan sifar, apa? sifar dan sifar, tentang apa? kira-kira sifar, sifar; pl. apa? sifar dan sifar, (tidak) apa? sifar dan sifar, kenapa? sifar dan sifar, (saya nampak) ... ... Kamus Dmitriev

    Sifar mutlak (sifar). Razg. Pengabaian Orang yang tidak penting, tidak penting. FSRYA, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 Kepada sifar. 1. Jarg. mereka kata Ulang-alik. besi. Mengenai mabuk yang teruk. Yuganov, 471; Vakhitov 2003, 22. 2. Jarg. muzik Tepat sekali, sesuai dengan ... ... Kamus besar pepatah Rusia

    mutlak- kemustahilan mutlak kuasa mutlak ketidakcelakan mutlak kecelaruan mutlak fiksyen mutlak kekebalan mutlak pemimpin mutlak minimum mutlak raja mutlak moral mutlak sifar mutlak ... ... Kamus Idiom Rusia

Buku

  • Sifar Mutlak, Pavel Mutlak. Kehidupan semua ciptaan saintis gila bangsa nes sangat singkat. Tetapi percubaan seterusnya mempunyai peluang untuk wujud. Apa yang menantinya?...

Suhu mutlak sifar sepadan dengan 273.15 darjah Celsius di bawah sifar, 459.67 di bawah sifar Fahrenheit. Untuk skala suhu Kelvin, suhu ini sendiri ialah tanda sifar.

Intipati suhu sifar mutlak

Konsep sifar mutlak berasal dari intipati suhu. Mana-mana badan yang menyerah kepada persekitaran luaran dalam perjalanan . Dalam kes ini, suhu badan berkurangan, i.e. kurang tenaga lagi. Secara teorinya, proses ini boleh diteruskan sehingga jumlah tenaga mencapai tahap minimum di mana badan tidak lagi dapat memberikannya.
Pertanda jauh idea sedemikian sudah boleh didapati di M.V. Lomonosov. Ahli sains Rusia yang hebat menjelaskan haba dengan gerakan "putar". Oleh itu, tahap penyejukan yang mengehadkan adalah penghentian sepenuhnya pergerakan sedemikian.

Menurut konsep moden, suhu sifar mutlak adalah di mana molekul mempunyai tahap tenaga yang paling rendah. Dengan tenaga yang kurang, i.e. pada suhu yang lebih rendah, tiada badan fizikal boleh wujud.

Teori dan amalan

Suhu sifar mutlak adalah konsep teori, adalah mustahil untuk mencapainya secara praktikal, pada dasarnya, walaupun dalam keadaan makmal saintifik dengan peralatan yang paling canggih. Tetapi saintis berjaya menyejukkan perkara itu kepada suhu yang sangat rendah, yang hampir kepada sifar mutlak.

Pada suhu sedemikian, bahan memperoleh sifat menakjubkan yang tidak dapat mereka miliki dalam keadaan biasa. Merkuri, yang dipanggil "perak hidup" kerana keadaannya yang hampir cair, menjadi pepejal pada suhu ini, sehingga ia boleh menukul paku. Sesetengah logam menjadi rapuh, seperti kaca. Getah menjadi sama keras. Jika objek getah dipukul dengan tukul pada suhu hampir sifar mutlak, ia akan pecah seperti kaca.

Perubahan sifat sedemikian juga dikaitkan dengan sifat haba. Semakin tinggi suhu badan fizikal, semakin sengit dan huru-hara molekul bergerak. Apabila suhu menurun, pergerakan menjadi kurang sengit, dan struktur menjadi lebih teratur. Jadi gas menjadi cecair, dan cecair menjadi pepejal. Tahap tertib yang mengehadkan ialah struktur kristal. Pada suhu ultra-rendah, ia diperoleh walaupun oleh bahan yang dalam keadaan normal kekal amorf, sebagai contoh, getah.

Fenomena menarik berlaku dengan logam. Atom kekisi kristal bergetar dengan amplitud yang lebih kecil, penyerakan elektron berkurangan, oleh itu, rintangan elektrik berkurangan. Logam memperoleh superkonduktiviti, aplikasi praktikal yang kelihatan sangat menggoda, walaupun sukar untuk dicapai.

Sumber:

  • Livanova A. Suhu rendah, sifar mutlak dan mekanik kuantum

Badan- ini adalah salah satu konsep asas dalam fizik, yang bermaksud bentuk kewujudan jirim atau bahan. Ini adalah objek material, yang dicirikan oleh volum dan jisim, kadang-kadang juga oleh parameter lain. Badan fizikal jelas dipisahkan daripada badan lain dengan sempadan. Terdapat beberapa jenis badan fizikal yang istimewa; penghitungan mereka tidak sepatutnya difahami sebagai klasifikasi.

Dalam mekanik, badan fizikal paling kerap difahami sebagai titik material. Ini adalah sejenis abstraksi, sifat utamanya adalah hakikat bahawa dimensi sebenar badan untuk menyelesaikan masalah tertentu boleh diabaikan. Dengan kata lain, titik material adalah badan yang sangat spesifik yang mempunyai dimensi, bentuk dan ciri-ciri lain yang serupa, tetapi ia tidak penting untuk menyelesaikan masalah yang ada. Sebagai contoh, jika anda perlu mengira objek pada bahagian tertentu laluan, anda boleh mengabaikan sepenuhnya panjangnya semasa menyelesaikan masalah. Satu lagi jenis badan fizikal yang dipertimbangkan oleh mekanik ialah badan yang benar-benar tegar. Mekanik badan sedemikian adalah sama dengan mekanik titik material, tetapi selain itu ia mempunyai sifat lain. Jasad yang benar-benar tegar terdiri daripada titik-titik, tetapi baik jarak di antara mereka mahupun taburan jisim berubah di bawah beban yang dikenakan jasad itu. Ini bermakna ia tidak boleh cacat. Untuk menentukan kedudukan badan yang benar-benar tegar, cukup untuk menetapkan sistem koordinat yang dilampirkan padanya, biasanya Cartesian. Dalam kebanyakan kes, pusat jisim juga merupakan pusat sistem koordinat. Badan yang benar-benar tegar tidak wujud, tetapi abstraksi sedemikian sangat mudah untuk menyelesaikan banyak masalah, walaupun ia tidak dipertimbangkan dalam mekanik relativistik, kerana semasa pergerakan yang kelajuannya setanding dengan kelajuan cahaya, model ini menunjukkan percanggahan dalaman. Lawan daripada jasad tegar sempurna ialah jasad boleh ubah bentuk.

Suhu mengehadkan di mana isipadu gas ideal menjadi sifar diambil sebagai suhu sifar mutlak. Walau bagaimanapun, isipadu gas nyata pada suhu sifar mutlak tidak boleh lenyap. Adakah had suhu ini masuk akal?

Suhu mengehadkan, yang kewujudannya mengikut undang-undang Gay-Lussac, masuk akal, kerana secara praktikal mungkin untuk menganggarkan sifat-sifat gas sebenar kepada sifat-sifat yang ideal. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk mengambil gas yang semakin jarang, supaya ketumpatannya cenderung kepada sifar. Sesungguhnya, dengan penurunan suhu, isipadu gas sedemikian akan cenderung kepada had, hampir kepada sifar.

Mari cari nilai sifar mutlak pada skala Celsius. Menyamakan isipadu Vdalam formula (3.6.4) kepada sifar dan mengambil kira itu

Oleh itu suhu sifar mutlak ialah

* Nilai yang lebih tepat untuk sifar mutlak: -273.15 °C.

Ini adalah had, suhu paling rendah dalam alam semula jadi, "darjah sejuk yang paling hebat atau terakhir", kewujudan yang diramalkan oleh Lomonosov.

Skala Kelvin

Kelvin William (Thomson W.) (1824-1907) - seorang ahli fizik Inggeris yang cemerlang, salah seorang pengasas termodinamik dan teori molekul-kinetik gas.

Kelvin memperkenalkan skala suhu mutlak dan memberikan salah satu rumusan undang-undang kedua termodinamik dalam bentuk ketidakmungkinan penukaran haba sepenuhnya kepada kerja. Dia mengira saiz molekul berdasarkan ukuran tenaga permukaan cecair. Berhubung dengan peletakan kabel telegraf transatlantik, Kelvin membangunkan teori ayunan elektromagnet dan memperoleh formula untuk tempoh ayunan bebas dalam litar. Untuk merit saintifik, W. Thomson menerima gelaran Lord Kelvin.

Saintis Inggeris W. Kelvin memperkenalkan skala suhu mutlak. Suhu sifar pada skala Kelvin sepadan dengan sifar mutlak, dan unit suhu pada skala ini adalah sama dengan darjah Celsius, jadi suhu mutlak T adalah berkaitan dengan suhu pada skala Celsius dengan formula

(3.7.6)

Rajah 3.11 menunjukkan skala mutlak dan skala Celsius untuk perbandingan.

Unit SI bagi suhu mutlak dipanggil kelvin (disingkatkan sebagai K). Oleh itu, satu darjah Celsius bersamaan dengan satu darjah Kelvin: 1 °C = 1 K.

Oleh itu, suhu mutlak, mengikut takrifan yang diberikan oleh formula (3.7.6), ialah kuantiti terbitan bergantung pada suhu Celsius dan pada nilai yang ditentukan secara eksperimen bagi a. Walau bagaimanapun, ia adalah kepentingan asas.

Dari sudut pandangan teori kinetik molekul, suhu mutlak berkaitan dengan tenaga kinetik purata pergerakan rawak atom atau molekul. Pada T = Mengenai Untuk gerakan terma molekul berhenti. Ini akan dibincangkan dengan lebih terperinci dalam Bab 4.

Isipadu berbanding suhu mutlak

Menggunakan skala Kelvin, hukum Gay-Lussac (3.6.4) boleh ditulis dalam bentuk yang lebih mudah. Kerana

(3.7.7)

Isipadu gas bagi jisim tertentu pada tekanan malar adalah berkadar terus dengan suhu mutlak.

Ia berikutan bahawa nisbah isipadu gas jisim yang sama dalam keadaan berbeza pada tekanan yang sama adalah sama dengan nisbah suhu mutlak:

(3.7.8)

Terdapat kemungkinan suhu minimum di mana isipadu (dan tekanan) gas ideal hilang. Ini ialah suhu sifar mutlak:-273 °С. Adalah mudah untuk mengukur suhu dari sifar mutlak. Beginilah cara skala suhu mutlak dibina.

Sifar mutlak sepadan dengan suhu -273.15 °C.

Adalah dipercayai bahawa sifar mutlak tidak boleh dicapai dalam amalan. Kewujudan dan kedudukannya pada skala suhu berikutan daripada ekstrapolasi fenomena fizikal yang diperhatikan, manakala ekstrapolasi tersebut menunjukkan bahawa pada sifar mutlak, tenaga gerakan haba molekul dan atom sesuatu bahan mestilah sama dengan sifar, iaitu, pergerakan zarah yang huru-hara berhenti, dan mereka membentuk struktur yang teratur, menduduki kedudukan yang jelas dalam nod kekisi kristal. Walau bagaimanapun, sebenarnya, walaupun pada suhu sifar mutlak, pergerakan tetap zarah yang membentuk jirim akan kekal. Turun naik yang tinggal, seperti getaran titik sifar, adalah disebabkan oleh sifat kuantum zarah dan vakum fizikal yang mengelilinginya.

Pada masa ini, makmal fizikal telah dapat memperoleh suhu melebihi sifar mutlak dengan hanya beberapa persejuta darjah; adalah mustahil untuk mencapainya, mengikut undang-undang termodinamik.

Nota

kesusasteraan

  • G. Burmin. Menceroboh sifar mutlak. - M .: "Sastera kanak-kanak", 1983.

lihat juga

Yayasan Wikimedia. 2010 .

sinonim:

Lihat apa "Sifar Mutlak" dalam kamus lain:

    Suhu, asal usul suhu pada skala suhu termodinamik (lihat SKALA SUHU TERMODINAMIK). Sifar mutlak terletak 273.16 ° C di bawah suhu titik tiga (lihat TITIK TRIPLE) air, yang mana ... ... Kamus ensiklopedia

    Suhu, asal usul suhu pada skala suhu termodinamik. Sifar mutlak terletak 273.16°C di bawah suhu titik tiga air (0.01°C). Sifar mutlak pada asasnya tidak dapat dicapai, suhu telah dicapai secara praktikal, ... ... Ensiklopedia Moden

    Suhu ialah asal bacaan suhu pada skala suhu termodinamik. Sifar mutlak terletak 273.16.C di bawah suhu titik tiga air, yang mana nilai 0.01.C diterima. Sifar mutlak pada asasnya tidak boleh dicapai (lihat ... ... Kamus Ensiklopedia Besar

    Suhu yang menyatakan ketiadaan haba ialah 218 ° C. Kamus perkataan asing termasuk dalam bahasa Rusia. Pavlenkov F., 1907. suhu sifar mutlak (fizik) - suhu paling rendah yang mungkin (273.15°C). Kamus besar ... ... Kamus perkataan asing bahasa Rusia

    sifar mutlak- Suhu yang sangat rendah di mana pergerakan terma molekul berhenti, dalam skala Kelvin sifar mutlak (0°K) sepadan dengan -273.16 ± 0.01°C ... Kamus Geografi

    Wujud., bilangan sinonim: 15 bulat sifar (8) lelaki kecil (32) goreng kecil ... kamus sinonim

    Suhu yang sangat rendah di mana pergerakan terma molekul berhenti. Tekanan dan isipadu gas ideal, menurut hukum Boyle Mariotte, menjadi sama dengan sifar, dan titik rujukan untuk suhu mutlak pada skala Kelvin diambil ... ... kamus ekologi

    sifar mutlak- - [A.S. Goldberg. Kamus Tenaga Rusia Bahasa Inggeris. 2006] Topik tenaga secara umum EN titik sifar … Buku Panduan Penterjemah Teknikal

    Titik rujukan suhu mutlak. Sepadan dengan 273.16 ° C. Pada masa ini, dalam makmal fizikal, adalah mungkin untuk mendapatkan suhu melebihi sifar mutlak dengan hanya beberapa perjuta darjah, tetapi untuk mencapainya, mengikut undang-undang ... ... Ensiklopedia Collier

    sifar mutlak- absoliutusis nulis status sebagai T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau vandens trigubojo taško. Tai 273.16 °C, 459.69 °F arba 0 K temperatūra. atitikmenys: engl.… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

    sifar mutlak- absoliutusis nulis status sebagai T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273.16 °C). atitikmenys: engl. sifar mutlak rus. sifar mutlak... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

> Sifar mutlak

Belajar apa yang sama suhu sifar mutlak dan nilai entropi. Ketahui berapa suhu sifar mutlak pada skala Celsius dan Kelvin.

Sifar mutlak– suhu minimum. Ini adalah tanda di mana entropi mencapai nilai terendahnya.

Tugas pembelajaran

  • Fahami mengapa sifar mutlak ialah penunjuk semula jadi bagi titik sifar.

Perkara utama

  • Sifar mutlak adalah universal, iaitu semua jirim berada dalam keadaan dasar dengan penunjuk ini.
  • K mempunyai tenaga sifar mekanikal kuantum. Tetapi dalam tafsiran, tenaga kinetik boleh menjadi sifar, dan tenaga haba hilang.
  • Suhu terendah yang mungkin dalam keadaan makmal mencapai 10-12 K. Suhu semula jadi minimum ialah 1K (pengembangan gas dalam Nebula Boomerang).

Syarat

  • Entropi ialah ukuran bagaimana tenaga seragam diagihkan dalam sistem.
  • Termodinamik ialah cabang sains yang mengkaji haba dan hubungannya dengan tenaga dan kerja.

Sifar mutlak ialah suhu minimum di mana entropi mencapai nilai terendahnya. Iaitu, ini adalah penunjuk terkecil yang boleh diperhatikan dalam sistem. Ini adalah konsep universal dan bertindak sebagai titik sifar dalam sistem unit suhu.

Graf tekanan lawan suhu bagi gas yang berbeza dengan isipadu tetap. Ambil perhatian bahawa semua plot diekstrapolasi kepada tekanan sifar pada satu suhu.

Sistem pada sifar mutlak masih dikurniakan tenaga sifar mekanikal kuantum. Mengikut prinsip ketidakpastian, kedudukan zarah tidak boleh ditentukan dengan ketepatan mutlak. Jika zarah disesarkan pada sifar mutlak, maka ia masih mempunyai rizab tenaga minimum. Tetapi dalam termodinamik klasik, tenaga kinetik boleh menjadi sifar, dan tenaga haba hilang.

Titik sifar skala termodinamik, seperti Kelvin, bersamaan dengan sifar mutlak. Perjanjian antarabangsa telah menetapkan bahawa suhu sifar mutlak mencapai 0K pada skala Kelvin dan -273.15°C pada skala Celsius. Bahan pada suhu minimum mempamerkan kesan kuantum, seperti superkonduktiviti dan superfluiditi. Suhu terendah dalam keadaan makmal ialah 10-12 K, dan dalam persekitaran semula jadi - 1 K (pengembangan gas yang cepat di Nebula Boomerang).

Pengembangan gas yang cepat membawa kepada suhu minimum yang diperhatikan