Mutlak sıfır tanımı. Mutlak sıfır sıcaklık

Mutlak sıfır sıcaklıklar

Mutlak sıfır sıcaklık- bu, olabilecek minimum sıcaklık sınırıdır fiziksel beden. Mutlak sıfır, Kelvin ölçeği gibi mutlak bir sıcaklık ölçeğinin kökeni görevi görür. Santigrat ölçeğinde mutlak sıfır, -273,15 °C sıcaklığa karşılık gelir.

Buna inanılıyor tamamen sıfır pratikte ulaşılamaz. Sıcaklık ölçeğindeki varlığı ve konumu, gözlemlenen fiziksel olayların ekstrapolasyonundan kaynaklanır ve bu tür bir ekstrapolasyon, mutlak sıfırda, bir maddenin moleküllerinin ve atomlarının termal hareketinin enerjisinin, yani parçacıkların kaotik hareketinin sıfıra eşit olması gerektiğini gösterir. durur ve kristal kafesin düğümlerinde açık bir konum işgal ederek düzenli bir yapı oluştururlar. Ancak gerçekte mutlak sıfır sıcaklıkta bile maddeyi oluşturan parçacıkların düzenli hareketleri devam edecektir. Sıfır noktası salınımları gibi geri kalan salınımlar, parçacıkların kuantum özelliklerinden ve onları çevreleyen fiziksel boşluktan kaynaklanmaktadır.

Şu anda, fiziksel laboratuvarlarda mutlak sıfırı derecenin yalnızca birkaç milyonda biri kadar aşan sıcaklıkları elde etmek mümkün olmuştur; termodinamik yasalarına göre bunu başarmak imkansızdır.

Notlar

Edebiyat

G. Burmin. Mutlak sıfıra saldırı. - M.: “Çocuk Edebiyatı”, 1983.

Ayrıca bakınız

Wikimedia Vakfı. 2010.

Mutlak sıfır sıcaklık
Mutlak sıfır sıcaklık

Diğer sözlüklerde “Mutlak sıfır sıcaklık” ın ne olduğuna bakın:

Mutlak sıfır sıcaklık- Mutlak sıfır sıcaklığı, bir fiziksel bedenin sahip olabileceği minimum sıcaklık sınırıdır. Mutlak sıfır, Kelvin ölçeği gibi mutlak bir sıcaklık ölçeği için başlangıç noktası görevi görür. Santigrat ölçeğinde mutlak sıfır şuna karşılık gelir: ... Vikipedi

TAMAMEN SIFIR- MUTLAK SIFIR, sistemin tüm bileşenlerinin KUANTUM MEKANİĞİ yasalarının izin verdiği en az enerji miktarına sahip olduğu sıcaklık; Kelvin sıcaklık ölçeğinde sıfır veya 273,15°C (459,67° Fahrenheit). Bu sıcaklıkta... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

Mutlak sıcaklık ölçeği

Mutlak termodinamik sıcaklık- Atom ve molekül gibi gaz parçacıklarının düzlemindeki kaotik termal hareket Sıcaklığın iki tanımı vardır. Biri moleküler kinetik açıdan, diğeri termodinamik açıdan. Sıcaklık (Latince temperatura'dan uygun ... ... Wikipedia

Mutlak sıcaklık ölçeği- Atom ve molekül gibi gaz parçacıklarının düzlemindeki kaotik termal hareket Sıcaklığın iki tanımı vardır. Biri moleküler kinetik açıdan, diğeri termodinamik açıdan. Sıcaklık (Latince temperatura'dan uygun ... ... Wikipedia

Mutlak sıfır -273,15 °C sıcaklığa karşılık gelir.

Pratikte mutlak sıfıra ulaşılamayacağına inanılıyor. Sıcaklık ölçeğindeki varlığı ve konumu, gözlemlenen fiziksel olayların ekstrapolasyonundan kaynaklanır ve bu tür bir ekstrapolasyon, mutlak sıfırda, bir maddenin moleküllerinin ve atomlarının termal hareketinin enerjisinin, yani parçacıkların kaotik hareketinin sıfıra eşit olması gerektiğini gösterir. durur ve kristal kafesin düğümlerinde açık bir konum işgal ederek düzenli bir yapı oluştururlar. Ancak gerçekte mutlak sıfır sıcaklıkta bile maddeyi oluşturan parçacıkların düzenli hareketleri devam edecektir. Sıfır noktası salınımları gibi geri kalan salınımlar, parçacıkların kuantum özelliklerinden ve onları çevreleyen fiziksel boşluktan kaynaklanmaktadır.

Notlar

Edebiyat

G. Burmin. Mutlak sıfıra saldırı. - M.: “Çocuk Edebiyatı”, 1983.

Ayrıca bakınız

Wikimedia Vakfı. 2010.

Eş anlamlı:

Diğer sözlüklerde “Mutlak sıfır”ın ne olduğuna bakın:

Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın kökeni (bkz. TERMODİNAMİK SICAKLIK ÖLÇEĞİ). Tamamen sıfır kabul edildiği suyun üçlü noktasının (bkz. ÜÇLÜ NOKTA) sıcaklığının 273,16 °C altında bulunur ... ... ansiklopedik sözlük

Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın kökeni. Mutlak sıfır, suyun üçlü nokta sıcaklığının (0,01°C) 273,16°C altındadır. Mutlak sıfıra temelde ulaşılamaz, sıcaklıklara neredeyse ulaşıldı... ... Modern ansiklopedi

Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın başlangıç noktasıdır. Mutlak sıfır, değeri 0.01.C olan suyun üçlü noktasının sıcaklığının 273.16.C altında bulunur. Mutlak sıfır temelde ulaşılamaz (bkz.... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük

Isının yokluğunu ifade eden sıcaklık 218° C'dir. yabancı kelimeler, Rus diline dahil. Pavlenkov F., 1907. mutlak sıfır sıcaklık (fiziksel) - en düşük olası sıcaklık(273.15°C). Büyük sözlük... ... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü

tamamen sıfır- Aşırı boyutta düşük sıcaklık Moleküllerin termal hareketinin durduğu noktada Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır (0°K), –273,16±0,01°C'ye karşılık gelir... Coğrafya Sözlüğü

İsim, eş anlamlıların sayısı: 15 yuvarlak sıfır (8) küçük adam(32) küçük kızartma... Eşanlamlılar sözlüğü

Moleküllerin termal hareketinin durduğu son derece düşük sıcaklık. Boyle-Mariotte yasasına göre ideal bir gazın basıncı ve hacmi şöyle olur: sıfıra eşit ve Kelvin ölçeğinde mutlak sıcaklığın başlangıcı şu şekilde alınır: ... Ekolojik sözlük

tamamen sıfır- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Genel olarak enerji konuları EN sıfır noktası ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

Mutlak sıcaklık referansının başlangıcı. 273,16° C'ye karşılık gelir. Şu anda fiziksel laboratuvarlarda mutlak sıfırı derecenin yalnızca birkaç milyonda biri kadar aşan bir sıcaklık elde etmek ve bunu başarmak yasalara uygun olarak mümkün olmuştur... ... Collier Ansiklopedisi

tamamen sıfır- T sritis standart ve metroloji uygulamalarının mutlak durumu Termodinamik sıcaklıklar, en yüksek değerde 273.16 K üç değere sahiptir. Tai 273,16 °C, 459,69 °F 0 K sıcaklığa sahiptir. atitikmenys: türkçe.… … Metrologijos terminų žodynas'ın kullanımı

tamamen sıfır- absoliutusis nulis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273,16 °C). atitikmenys: ingilizce. mutlak sıfır rus. tamamen sıfır... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Sıcaklığın ne kadar düşük olabileceğini hiç düşündünüz mü? Mutlak sıfır nedir? İnsanlık bunu başarabilecek mi ve böyle bir keşiften sonra hangi fırsatlar açılacak? Bu ve benzeri sorular uzun zamandır birçok fizikçinin ve meraklı insanın aklını meşgul ediyor.

Mutlak sıfır nedir

Çocukluğunuzdan beri fiziği sevmemiş olsanız bile muhtemelen sıcaklık kavramına aşinasınızdır. Moleküler kinetik teori sayesinde artık onunla moleküllerin ve atomların hareketleri arasında belirli bir statik bağlantı olduğunu biliyoruz: Herhangi bir fiziksel cismin sıcaklığı ne kadar yüksekse, atomları o kadar hızlı hareket eder ve bunun tersi de geçerlidir. Şu soru ortaya çıkıyor: “Öyle bir alt sınır var mı ki? temel parçacıklar olduğu yerde donmuş mu?" Bilim insanları bunun teorik olarak mümkün olduğuna inanıyor; termometre -273,15 santigrat derece olacak. Bu değere mutlak sıfır denir. Başka bir deyişle bu, fiziksel bedenin soğutulabileceği mümkün olan minimum sınırdır. Mutlak sıfırın referans noktası olduğu ve ölçeğin birim bölümünün bir dereceye eşit olduğu bir mutlak sıcaklık ölçeği (Kelvin ölçeği) bile vardır. Dünya çapında bilim insanları başarıya ulaşmak için çalışmaya devam ediyor verilen değerçünkü bu insanlık için büyük umutlar vaat ediyor.

Bu neden bu kadar önemli?

Aşırı düşük ve aşırı yüksek sıcaklıklar, süperakışkanlık ve süperiletkenlik kavramlarıyla yakından ilişkilidir. Süperiletkenlerde elektriksel direncin ortadan kalkması, hayal edilemeyecek verim değerlerine ulaşılmasını ve her türlü enerji kaybının ortadan kaldırılmasını mümkün kılacaktır. Eğer “mutlak sıfır” değerine serbestçe ulaşmamızı sağlayacak bir yol bulabilirsek, insanlığın birçok sorunu çözülmüş olacaktır. Rayların üzerinde uçan trenler, daha hafif ve daha küçük motorlar, transformatörler ve jeneratörler, yüksek hassasiyetli manyetoensefalografi, yüksek hassasiyetli saatler; bunlar süperiletkenliğin hayatımıza neler getirebileceğinin sadece birkaç örneğidir.

En Son Bilimsel Gelişmeler

Eylül 2003'te MIT ve NASA'dan araştırmacılar sodyum gazını rekor düzeyde soğutmayı başardılar. Düşük değer. Deney sırasında bitiş çizgisine (mutlak sıfır) yalnızca yarım milyarda biri kadar yakındılar. Testler sırasında sodyum sürekli olarak manyetik bir alan içerisindeydi ve bu da onun kabın duvarlarına temas etmesini engelliyordu. Sıcaklık bariyerinin üstesinden gelmek mümkün olsaydı, gazdaki moleküler hareket tamamen dururdu çünkü bu tür bir soğutma, sodyumun tüm enerjisini çekerdi. Araştırmacılar, yazarının (Wolfgang Ketterle) 2001 yılında aldığı bir tekniği kullandılar. Nobel Ödülü fizikte. Anahtar nokta gerçekleştirilen testler Bose-Einstein yoğunlaşma gazı süreçlerini içeriyordu. Bu arada, mutlak sıfırın yalnızca aşılmaz değil aynı zamanda ulaşılamaz bir değer olduğunu söyleyen termodinamiğin üçüncü yasasını henüz kimse iptal etmedi. Ayrıca Heisenberg'in belirsizlik ilkesi geçerlidir ve atomlar oldukları yerde duramazlar. Bu nedenle, bilim adamları buna ihmal edilebilir bir mesafeye yaklaşabilmiş olsalar da, mutlak sıfır sıcaklık şimdilik bilim için ulaşılamaz durumda.

> Mutlak sıfır

Neye eşit olduğunu öğrenin mutlak sıfır sıcaklık ve entropinin değeri. Celsius ve Kelvin ölçeklerinde mutlak sıfırın sıcaklığının ne olduğunu öğrenin.

Tamamen sıfır– minimum sıcaklık. Bu, entropinin en düşük değerine ulaştığı noktadır.

Öğrenme Hedefi

Mutlak sıfırın neden sıfır noktasının doğal bir göstergesi olduğunu anlayın.

Ana noktaları

Mutlak sıfır evrenseldir, yani bu göstergede tüm madde temel durumdadır.
K kuantum mekaniksel sıfır enerjiye sahiptir. Ancak yorumda kinetik enerji sıfır olabilir ve termal enerji kaybolur.
Laboratuvar koşullarındaki en düşük sıcaklık 10-12 K'ye ulaştı. Minimum doğal sıcaklık 1 K idi (Bumerang Bulutsusu'ndaki gazların genişlemesi).

Şartlar

Entropi, bir sistemde enerjinin ne kadar düzgün dağıldığının bir ölçüsüdür.
Termodinamik, ısıyı ve onun enerji ve iş ile ilişkisini inceleyen bir bilim dalıdır.

Mutlak sıfır, entropinin en düşük değerine ulaştığı minimum sıcaklıktır. Yani sistemde gözlemlenebilecek en küçük göstergedir. Bu evrensel bir kavramdır ve sıcaklık birimleri sisteminde sıfır noktası görevi görür.

Sabit hacimli farklı gazlar için basınç-sıcaklık grafiği. Tüm grafiklerin tek sıcaklıkta sıfır basınca göre tahmin edildiğine dikkat edin.

Mutlak sıfırdaki bir sistem hâlâ kuantum mekaniksel sıfır noktası enerjisine sahiptir. Belirsizlik ilkesine göre parçacıkların konumu belirlenemez. mutlak doğruluk. Bir parçacık mutlak sıfırda yer değiştirirse hâlâ minimum enerji rezervine sahiptir. Ancak klasik termodinamikte kinetik enerji sıfır olabilir ve termal enerji ortadan kaybolur.

Kelvin gibi bir termodinamik ölçeğin sıfır noktası mutlak sıfıra eşittir. Uluslararası anlaşma, mutlak sıfır sıcaklığının Kelvin ölçeğinde 0K'ye ve Santigrat ölçeğinde -273,15°C'ye ulaştığını tespit etmiştir. Madde minimum sıcaklıklarda süperiletkenlik ve süperakışkanlık gibi kuantum etkileri sergiliyor. Laboratuvar koşullarında en düşük sıcaklık 10-12 K ve doğal ortamda - 1 K (Bomerang Bulutsusu'ndaki gazların hızlı genleşmesi) idi.

Gazların hızlı genleşmesi gözlemlenen minimum sıcaklığa yol açar

İdeal bir gazın hacminin sıfıra eşit olduğu sınırlayıcı sıcaklık mutlak sıfır sıcaklığı olarak alınır. Ancak mutlak sıfır sıcaklıkta gerçek gazların hacmi yok olamaz. O zaman bu sıcaklık sınırı mantıklı mı?

Varlığı Gay-Lussac yasasından kaynaklanan sınırlayıcı sıcaklık mantıklıdır çünkü gerçek bir gazın özelliklerini ideal bir gazın özelliklerine yaklaştırmak pratik olarak mümkündür. Bunu yapmak için, yoğunluğunun sıfıra düşmesi için giderek daha fazla seyreltilmiş bir gaz almanız gerekir. Gerçekte, sıcaklık düştükçe böyle bir gazın hacmi sıfıra yakın bir sınıra doğru yönelecektir.

Celsius ölçeğinde mutlak sıfırın değerini bulalım. Hacmin eşitlenmesi VV formül (3.6.4) sıfır ve bunu dikkate alarak

Dolayısıyla mutlak sıfır sıcaklığı

* Daha doğru mutlak sıfır değeri: -273,15 °C.

Bu, Lomonosov'un varlığını tahmin ettiği, doğadaki en aşırı, en düşük sıcaklık, "en büyük veya son derece soğuktur".

Kelvin ölçeği

Kelvin William (Thomson W.) (1824-1907) - seçkin bir İngiliz fizikçi, termodinamiğin ve gazların moleküler kinetik teorisinin kurucularından biri.

Kelvin mutlak sıcaklık ölçeğini tanıttı ve termodinamiğin ikinci yasasının formülasyonlarından birini ısıyı tamamen işe dönüştürmenin imkansızlığı şeklinde verdi. Sıvının yüzey enerjisini ölçerek moleküllerin boyutunu hesapladı. Transatlantik telgraf kablosunun döşenmesiyle bağlantılı olarak Kelvin, elektromanyetik salınım teorisini geliştirdi ve bir devredeki serbest salınım periyodu için bir formül türetti. Arka bilimsel değerler W. Thomson, Lord Kelvin unvanını aldı.

İngiliz bilim adamı W. Kelvin mutlak sıcaklık ölçeğini tanıttı. Kelvin ölçeğinde sıfır sıcaklık mutlak sıfıra karşılık gelir ve bu ölçekteki sıcaklık birimi Celsius ölçeğinde bir dereceye eşittir. mutlak sıcaklık T formülle Santigrat ölçeğindeki sıcaklıkla ilgilidir

(3.7.6)

Şekil 3.11'de karşılaştırma için mutlak ölçek ve Celsius ölçeği gösterilmektedir.

Mutlak sıcaklığın SI birimine kelvin (kısaltılmış K) denir. Bu nedenle Santigrat ölçeğindeki bir derece, Kelvin ölçeğindeki bir dereceye eşittir: 1 °C = 1 K.

Dolayısıyla, formül (3.7.6) ile verilen tanıma göre mutlak sıcaklık, Celsius sıcaklığına ve a'nın deneysel olarak belirlenen değerine bağlı olan türetilmiş bir miktardır. Ancak temel öneme sahiptir.

Moleküler kinetik teori açısından mutlak sıcaklık, atomların veya moleküllerin kaotik hareketinin ortalama kinetik enerjisiyle ilgilidir. Şu tarihte: T = Tamam moleküllerin termal hareketi durur. Bu konu 4. Bölümde daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

Hacmin mutlak sıcaklığa bağımlılığı

Kelvin ölçeğini kullanarak Gay-Lussac yasası (3.6.4) daha basit bir biçimde yazılabilir. Çünkü

(3.7.7)

Belirli bir kütleye sahip bir gazın sabit basınçtaki hacmi mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır.

Aynı kütledeki gaz hacimlerinin oranı şu şekildedir: çeşitli eyaletler aynı basınçta mutlak sıcaklıkların oranına eşittir:

(3.7.8)

İdeal bir gazın hacminin (ve basıncının) kaybolduğu mümkün olan minimum bir sıcaklık vardır. Bu mutlak sıfır sıcaklıktır:-273°C. Sıcaklığı mutlak sıfırdan saymak uygundur. Mutlak sıcaklık ölçeği bu şekilde oluşturulur.