Abszolút nulla Celsius fok. Abszolút nulla

ABSZOLÚT NULLA

ABSZOLÚT NULLA, az a hőmérséklet, amelyen a rendszer összes eleme rendelkezik legkisebb mennyiségben a KVANTUMMECHANIKA törvényei szerint megengedett energia; nulla a Kelvin hőmérsékleti skálán, vagy -273,15°C (-459,67° Fahrenheit). Ezen a hőmérsékleten a rendszer entrópiája a befejezésre alkalmas energiamennyiség hasznos munka, - szintén nullával egyenlő, bár teljes mennyiség a rendszer energiája nullától eltérő lehet.

Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár.

Nézze meg, mi az "ABSOLUTE ZERO" más szótárakban:

A hőmérséklet az a minimális hőmérsékleti határ, amellyel egy fizikai test rendelkezhet. Az abszolút nulla az abszolútum kiindulópontja hőmérsékleti skála például a Kelvin-skála. A Celsius-skálán az abszolút nulla -273 ... Wikipédia hőmérsékletnek felel meg

ABSZOLÚT NULLA HŐMÉRSÉKLET- a termodinamikai hőmérsékleti skála kezdete; 273,16 K-en (Kelvin) található a (lásd) víz alatt, i.e. egyenlő 273,16 °C-kal (Celsius). Az abszolút nulla a legalacsonyabb hőmérséklet a természetben, és gyakorlatilag elérhetetlen... Nagy Politechnikai Enciklopédia

Ez az a minimális hőmérsékleti határ, amelyre egy fizikai test rendelkezhet. Az abszolút nulla az abszolút hőmérsékleti skála, például a Kelvin-skála kiindulópontja. A Celsius-skálán az abszolút nulla -273,15 °C hőmérsékletnek felel meg.… … Wikipédia

Az abszolút nulla hőmérséklet az a minimális hőmérsékleti határ, amellyel egy fizikai test rendelkezhet. Az abszolút nulla az abszolút hőmérsékleti skála, például a Kelvin-skála kiindulópontja. A Celsius-skálán az abszolút nulla a... ... Wikipédiának felel meg

Razg. Elhanyagolás Jelentéktelen, jelentéktelen ember. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

nulla - abszolút nulla … Orosz idiómák szótára

Nulla és nulla főnév, m., használt. összehasonlítani gyakran Morfológia: (nem) mi? nulla és nulla, miért? nulla és nulla, (lásd) mit? nulla és nulla, mi? nulla és nulla, mi van? körülbelül nulla, nulla; pl. Mi? nullák és nullák, (nem) mi? nullák és nullák, miért? nullák és nullák, (látom)…… Szótár Dmitrieva

Abszolút nulla (nulla). Razg. Elhanyagolás Jelentéktelen, jelentéktelen ember. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 V nulla. 1. Jarg. azt mondják Viccelődés. vas. A súlyos mérgezésről. Yuganovs, 471; Vakhitov 2003, 22. 2. Zharg. zene Pontosan, teljes összhangban ... ... Nagy szótár Orosz mondások

abszolút- abszolút abszurditás abszolút tekintély abszolút feddhetetlenség abszolút zavar abszolút fikció abszolút immunitás abszolút vezető abszolút minimum abszolút uralkodó abszolút erkölcs abszolút nulla ...... Orosz idiómák szótára

Könyvek

• Abszolút nulla, abszolút Pavel. A Nes faj őrült tudósának minden alkotásának élete nagyon rövid. De a következő kísérletnek megvan az esélye a létezésre. Mi vár rá?...

Minden fizikai testnek, beleértve az Univerzum minden objektumát, van egy minimális hőmérséklete vagy határa. Bármely hőmérsékleti skála kezdőpontja az érték abszolút nulla hőmérsékletek De ez csak elméletben van. Kaotikus mozgás az energiájukat ilyenkor feladó atomokat és molekulákat a gyakorlatban még nem sikerült megállítani.

Ez a fő oka annak, hogy az abszolút nulla hőmérsékletet nem lehet elérni. Még mindig vita folyik ennek a folyamatnak a következményeiről. Termodinamikai szempontból ez a határ elérhetetlen, hiszen hőmozgás az atomok és molekulák képződése teljesen leáll, kristályrács keletkezik.

képviselői kvantumfizika biztosítsák a minimális nulla rezgések jelenlétét abszolút nulla hőmérsékleten.

Mi az abszolút nulla hőmérséklet értéke és miért nem érhető el

A Súlyok és Mértékek Általános Konferenciáján egy viszonyítási alap vagy referenciapont mérőműszerek, amelyek meghatározzák a hőmérsékleti mutatókat.

Jelenleg a nemzetközi mértékegységrendszerben referenciapont mert a Celsius-skála 0°C fagyáskor és 100°C forráskor, az abszolút nulla hőmérséklet értéke –273,15°C.

A Kelvin-skála hőmérsékleti értékeinek felhasználása ugyanezen Nemzetközi rendszer mértékegységek, a víz 99,975°C-os referenciaértéken fog felforrni, az abszolút nulla pedig 0. Fahrenheit a skálán -459,67 foknak felel meg.

De ha ezeket az adatokat megkapjuk, akkor miért lehetetlen abszolút nulla hőmérsékletet elérni a gyakorlatban? Összehasonlításképpen vehetjük a jól ismert fénysebességet, amely egyenlő az állandóval fizikai jelentése 1 079 252 848,8 km/h.

Ez az érték azonban a gyakorlatban nem érhető el. Ez függ az átviteli hullámhossztól, a feltételektől és a szükséges abszorpciótól nagy mennyiségben energia részecskék. Az abszolút nulla hőmérséklet értékének meghatározásához nagy energiakibocsátás szükséges, és források hiánya, amelyek megakadályozzák, hogy az atomokba és molekulákba kerüljön.

De a tudósok még teljes vákuum körülményei között sem tudták megállapítani sem a fénysebességet, sem az abszolút nulla hőmérsékletet.

Miért lehet megközelítőleg nulla hőmérsékletet elérni, de az abszolút nullát nem?

Hogy mi lesz, ha a tudomány közel kerülhet az abszolút nulla rendkívül alacsony hőmérsékletének eléréséhez, az már csak a termodinamika és a kvantumfizika elméletében marad. Mi az oka annak, hogy a gyakorlatban nem lehet abszolút nulla hőmérsékletet elérni?

Minden ismert kísérlet arra, hogy a maximális energiaveszteség miatt az anyagot a legalacsonyabb határra hűtsék, oda vezetett, hogy az anyag hőkapacitása is elérte minimális érték. A molekulák egyszerűen már nem tudták feladni a maradék energiát. Ennek eredményeként a hűtési folyamat leállt anélkül, hogy elérte volna az abszolút nullát.

A fémek viselkedésének tanulmányozásakor az abszolút nulla hőmérséklethez közeli körülmények között a tudósok azt találták, hogy a hőmérséklet maximális csökkenése az ellenállás elvesztését okozza.

De az atomok és molekulák mozgásának leállása csak a kialakulásához vezetett kristályrács, amelyen keresztül az áthaladó elektronok energiájuk egy részét álló atomoknak adták át. Ismét nem sikerült elérni az abszolút nullát.

2003-ban a hőmérséklet mindössze 1°C félmilliárdával maradt el az abszolút nullától. A NASA kutatói egy Na-molekulát használtak kísérletekhez, amely mindig mágneses térben volt, és feladta az energiáját.

A legközelebbi eredményt a Yale Egyetem tudósai érték el, akik 2014-ben 0,0025 Kelvin értéket értek el. A kapott vegyület, a stroncium-monofluorid (SrF) mindössze 2,5 másodpercig tartott. És a végén mégis atomokra bomlott.

A "hőmérséklet" kifejezés akkor jelent meg, amikor a fizikusok ezt gondolták meleg testekáll több specifikus anyag - kalória -, mint ugyanazok a testek, de hideg. A hőmérsékletet pedig a szervezetben lévő kalória mennyiségének megfelelő értékként értelmezték. Azóta bármely test hőmérsékletét fokban mérik. De valójában ez a mozgó molekulák kinetikus energiájának mértéke, és ennek alapján a C mértékegységrendszernek megfelelően Joule-ban kell mérni.

Az „abszolút nulla hőmérséklet” fogalma a termodinamika második főtételéből származik. Eszerint a hideg testből a forróba történő hőátadás lehetetlen. Ezt a fogalmat W. Thomson angol fizikus vezette be. A fizika terén elért eredményeiért megkapta a „lord” nemesi és a „Kelvin báró” címet. 1848-ban W. Thomson (Kelvin) egy hőmérsékleti skála használatát javasolta, amelyben kiindulópont abszolút nulla hőmérsékletet vett fel, ami az extrém hidegnek felel meg, és az osztódás árán egy Celsius-fokot vett fel. A Kelvin mértékegysége a víz hármaspontjának hőmérsékletének (kb. 0 C fok) 1/27316, azaz. hőmérséklet, amelyen tiszta víz Három formában azonnal megtalálható: jég, folyékony víz és gőz. a hőmérséklet az a minimális lehetséges alacsony hőmérséklet, amelynél a molekulák mozgása leáll, és már nem lehet kinyerni az anyagból hőenergia. Azóta az abszolút hőmérsékleti skálát róla nevezték el.

A hőmérséklet mérése különböző skálákon történik

A leggyakrabban használt hőmérsékleti skálát Celsius-skálának nevezik. Két pontra épül: a hőmérsékletre fázisátmenet vízből folyadékból gőzbe és vízből jéggé. A. Celsius 1742-ben javasolta a távolságot referenciapontok 100 intervallumra osszuk, és vegyük a vizet nullának, a fagyáspontot pedig 100 foknak. De a svéd K. Linnaeus ennek az ellenkezőjét javasolta. Azóta a víz nulla A. Celsius fokon fagyott meg. Bár pontosan Celsius fokon kell forrnia. Az abszolút nulla Celsius mínusz 273,16 Celsius-foknak felel meg.

Számos további hőmérsékleti skála létezik: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Roemer. Különböző felosztási áraik vannak. Például a Reaumur skála is a víz forráspontjának és fagyásának referenciapontjaira épül, de 80 felosztású. Az 1724-ben megjelent Fahrenheit-skála a mindennapi életben csak a világ néhány országában használatos, így az USA-ban is; az egyik a vízjég és az ammónia keverékének hőmérséklete, a másik pedig az emberi test. A skála száz részre oszlik. A nulla Celsius 32-nek felel meg A fokok Fahrenheitre való átváltása a következő képlettel végezhető: F = 1,8 C + 32. Fordított átvitel: C = (F - 32)/1,8, ahol: F - Fahrenheit-fok, C - Celsius-fok. Ha túl lusta számolni, keressen fel egy online szolgáltatást a Celsius-fok Fahrenheitre konvertálásához. A mezőbe írja be a Celsius fokok számát, kattintson a "Számítás" gombra, válassza a "Fahrenheit" lehetőséget, majd kattintson a "Start" gombra. Az eredmény azonnal megjelenik.

William J. Rankin angol (pontosabban skót) fizikusról nevezték el, egykori kortárs Kelvin és az egyik alkotó műszaki termodinamika. Az ő mérlegén fontos pontokat három: a kezdet abszolút nulla, a víz fagyáspontja 491,67 Rankine fok, a víz forráspontja 671,67 fok. A víz fagyasztása és forráspontja közötti megosztások száma Rankine és Fahrenheit esetén egyaránt 180.

A legtöbb ilyen mérleget kizárólag fizikusok használják. És a ma megkérdezett amerikai iskolások 40%-a végzős osztályok Azt mondták, hogy nem tudják, mi az abszolút nulla hőmérséklet.

Szövetségi Állami Költségvetési Szakmai Felsőoktatási Intézmény

"Voronyezsi Állami Pedagógiai Egyetem"

Általános Fizikai Tanszék

a témában: „Abszolút nulla hőmérséklet”

Elkészítette: 1. éves hallgató, FMF,

PI, Kondratenko Irina Aleksandrovna

Ellenőrizte: általános osztály asszisztense

fizikusok Afonin G.V.

Voronyezs-2013

Bevezetés……………………………………………………. 3

1. Abszolút nulla………………………………………………………………………………

2. Előzmények…………………………………………………………………………………………………………

3. Abszolút nulla közelében megfigyelt jelenségek………..9

Következtetés…………………………………………………… 11

Felhasznált irodalom jegyzéke…………………………..12

Bevezetés

A kutatók évek óta az abszolút nulla hőmérséklet felé haladnak. Mint ismeretes, az abszolút nullával egyenlő hőmérséklet egy sok részecske rendszerének alapállapotát jellemzi - a lehető legalacsonyabb energiájú állapotot, amelyben az atomok és molekulák úgynevezett „nulla” rezgéseket hajtanak végre. Így az abszolút nullához közeli mélyhűtés (magát az abszolút nullát a gyakorlatban elérhetetlennek tartják) korlátlan lehetőségek nyílnak meg az anyag tulajdonságainak tanulmányozására.

1. Abszolút nulla

Az abszolút nulla hőmérséklet (ritkábban az abszolút nulla hőmérséklet) az a minimális hőmérsékleti határ, amellyel egy fizikai test rendelkezhet az Univerzumban. Az abszolút nulla az abszolút hőmérsékleti skála, például a Kelvin-skála origója. 1954-ben az X. Általános Súly- és Mértékkonferencia felállított egy termodinamikai hőmérsékleti skálát egy referenciaponttal. hármas pont víz, melynek hőmérsékletét 273,16 K-nak (pontosnak) vettük, ami 0,01 °C-nak felel meg, így a Celsius-skálán az abszolút nulla -273,15 °C hőmérsékletnek felel meg.

A termodinamika alkalmazhatóságának határain belül az abszolút nulla a gyakorlatban elérhetetlen. Léte és helyzete a hőmérsékleti skálán a megfigyelt fizikai jelenségek extrapolációjából következik, és ez az extrapoláció azt mutatja, hogy abszolút nullaponton az anyag molekulái és atomjai hőmozgási energiája nullával egyenlő, vagyis a részecskék kaotikus mozgása. leáll, és rendezett szerkezetet alkotnak, tiszta helyet foglalva el a kristályrács csomópontjainál (a folyékony hélium kivétel). A kvantumfizika szempontjából azonban abszolút nulla hőmérsékleten nulla rezgések vannak, amelyeket a részecskék kvantumtulajdonságai és az őket körülvevő fizikai vákuum okoznak.

Mivel egy rendszer hőmérséklete az abszolút nullára hajlik, entrópiája, hőkapacitása és hőtágulási együtthatója is nullára hajlik, és a rendszert alkotó részecskék kaotikus mozgása leáll. Egyszóval az anyag szupravezető képességű és szuperfolyékony szuperanyaggá válik.

Az abszolút nulla hőmérséklet a gyakorlatban elérhetetlen, a hozzá rendkívül közeli hőmérsékletek elérése összetett kísérleti problémát jelent, de már sikerült olyan hőmérsékletet elérni, amely csak milliomod foknyi távolságra van az abszolút nullától. .

Határozzuk meg az abszolút nulla értékét a Celsius-skálán, a V térfogatot nullával egyenlővé téve, és figyelembe véve, hogy

Ezért az abszolút nulla hőmérséklet -273 °C.

Ez a természet szélsőséges, legalacsonyabb hőmérséklete, a „legnagyobb vagy utolsó hidegfok”, amelynek létezését Lomonoszov megjósolta.

1. ábra. Abszolút és Celsius skála

Az abszolút hőmérséklet SI mértékegységét kelvinnek (rövidítve K) nevezzük. Ezért a Celsius-skála egy foka egyenlő a Kelvin-skála egy fokával: 1 °C = 1 K.

Így az abszolút hőmérséklet egy derivált mennyiség, amely a Celsius-hőmérséklettől és a kísérletileg meghatározott értékétől függ. Ennek azonban alapvető jelentősége van.

A molekuláris kinetikai elmélet szempontjából az abszolút hőmérséklet az átlaghoz kapcsolódik mozgási energia atomok vagy molekulák kaotikus mozgása. T = 0 K hőmérsékleten a molekulák hőmozgása leáll.

2. Történelem

Az „abszolút nulla hőmérséklet” fizikai fogalma nagyon fontos a modern tudomány számára. fontos: szorosan kapcsolódik hozzá a szupravezetés fogalma, melynek felfedezése igazi szenzációt keltett a huszadik század második felében.

Ahhoz, hogy megértsük, mi az abszolút nulla, olyan híres fizikusok munkáihoz kell fordulnia, mint G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac és W. Thomson. Ők játszottak kulcsszerepet a ma is használatos fő hőmérsékleti skálák megalkotásában.

Elsőként G. Fahrenheit német fizikus javasolta hőmérsékleti skáláját 1714-ben. Ugyanakkor a havat és ammóniát tartalmazó keverék hőmérsékletét abszolút nullának vettük, vagyis a skála legalacsonyabb pontjának. A következő fontos mutató az volt normál hőmérséklet Ennek megfelelően a skála minden felosztását „Fahrenheit-foknak”, magát a skálát pedig „Fahrenheit-skálának” nevezték el.

30 évvel később A. Celsius svéd csillagász saját hőmérsékleti skálát javasolt, ahol a fő pontok a jég olvadáspontja és a víz forráspontja voltak. Ezt a skálát „Celsius-skálának” nevezték, még mindig népszerű a világ legtöbb országában, beleértve Oroszországot is.

1802-ben, híres kísérletei során a francia tudós, J. Gay-Lussac felfedezte, hogy a gáz térfogata állandó nyomáson közvetlenül függ a hőmérséklettől. De a legkülönösebb az volt, hogy amikor a hőmérséklet 10 Celsius-fokkal változott, a gáz térfogata ugyanannyival nőtt vagy csökkent. A szükséges számítások elvégzése után Gay-Lussac megállapította, hogy ez az érték megegyezik a gáz térfogatának 1/273-ával. Ez a törvény arra a nyilvánvaló következtetésre vezetett: a -273°C-nak megfelelő hőmérséklet a legalacsonyabb hőmérséklet, még ha közel kerül is hozzá, lehetetlen elérni. Ezt a hőmérsékletet nevezik „abszolút nulla hőmérsékletnek”. Ezenkívül az abszolút nulla lett az abszolút hőmérsékleti skála létrehozásának kiindulópontja, aktív részvétel amelyen részt vett W. Thomson angol fizikus, más néven Lord Kelvin. Fő kutatása annak bizonyítására irányult, hogy a természetben egyetlen testet sem lehet abszolút nulla alá hűteni. Ugyanakkor aktívan alkalmazta a termodinamika második főtételét, amelyet 1848-ban vezetett be. abszolút skála A hőmérsékletet termodinamikai vagy „Kelvin-skálának” kezdték el nevezni.

2. ábra. A Fahrenheit (F), Celsius (C) és Kelvin (K) hőmérsékleti skála kapcsolata.

Azt is érdemes megjegyezni, hogy az abszolút nulla nagyon fontos szerepet játszik az SI rendszerben. A helyzet az, hogy 1960-ban, a következő Általános Súly- és Mértékkonferencián a termodinamikai hőmérséklet mértékegysége - a kelvin - a hat alapvető mértékegység egyike lett. Ugyanakkor külön kikötötték, hogy egy fok Kelvin

számszerűen egyenlő egy Celsius-fokkal, de a „Kelvinben” mért referenciapontot általában abszolút nullának tekintik.

Alapvető fizikai jelentése abszolút nulla az, hogy az alapvető fizikai törvények szerint ilyen hőmérsékleten a mozgás energiája elemi részecskék, mint például az atomok és molekulák, egyenlő nullával, ebben az esetben bármelyik kaotikus mozgás ugyanezek a részecskék. Abszolút nullával egyenlő hőmérsékleten az atomoknak és molekuláknak tiszta pozíciót kell felvenniük a kristályrács fő pontjain, rendezett rendszert alkotva.

Napjainkban a tudósok speciális berendezések segítségével olyan hőmérsékletet tudtak elérni, amely csak néhány milliomodrészvel haladja meg az abszolút nulla értéket. Ezt az értéket a termodinamika második főtétele miatt fizikailag lehetetlen elérni.

3. Abszolút nulla közelében megfigyelt jelenségek

Az abszolút nullához közeli hőmérsékleten makroszkopikus szinten tisztán kvantumhatások figyelhetők meg, mint pl.

1. A szupravezetés bizonyos anyagok azon tulajdonsága, hogy szigorúan nulla elektromos ellenállással rendelkeznek, amikor egy bizonyos érték (kritikus hőmérséklet) alatti hőmérsékletet érnek el. Több száz vegyület, tiszta elem, ötvözet és kerámia ismert, amelyek szupravezető állapotba kerülnek.

A szupravezetés kvantumjelenség. Jellemzője a Meissner-effektus is, amely a mágneses tér teljes elmozdulásából áll a szupravezető térfogatából. Ennek a hatásnak a megléte azt mutatja, hogy a szupravezetés nem írható le egyszerűen a klasszikus értelemben vett ideális vezetőképességnek. Nyitás 1986-1993. számos magas hőmérsékletű szupravezető (HTSC) messze kitolta a szupravezetés hőmérsékleti határát, és lehetővé tette a szupravezető anyagok gyakorlati alkalmazását nemcsak a folyékony hélium hőmérsékletén (4,2 K), hanem a folyadék forráspontján is. nitrogén (77 K), egy sokkal olcsóbb kriogén folyadék.

2.Szuperfolyékonyság - egy speciális állapotú anyag (kvantumfolyadék) azon képessége, hogy a hőmérséklet abszolút nullára csökken (termodinamikai fázis) átáramoljon. szűk résekés kapillárisok súrlódás nélkül. Egészen a közelmúltig a szuperfolyékonyság csak a folyékony héliumról volt ismert, de ben utóbbi években szuperfolyékonyságot más rendszerekben is felfedeztek: ritkított atomos Bose kondenzátumokban és szilárd héliumban.

A szuperfolyékonyság magyarázata az alábbiak szerint történik. Mivel a hélium atomok bozonok, a kvantummechanika lehetővé teszi, hogy tetszőleges számú részecske legyen ugyanabban az állapotban. Az abszolút nulla hőmérséklethez közel minden hélium atom földi energiaállapotban van. Mivel az állapotok energiája diszkrét, az atom nem bármilyen energiát kaphat, hanem csak olyat, amely egyenlő a szomszédos energiaszintek közötti energiaréssel. De alacsony hőmérsékleten az ütközési energia kisebb lehet, mint ez az érték, aminek következtében az energiaeloszlás egyszerűen nem következik be. A folyadék súrlódás nélkül fog folyni.

3. Bose - Einstein kondenzátum - fizikai állapot abszolút nulla közeli hőmérsékletre hűtött bozonokon alapuló anyag (kevesebb, mint egy milliomod fok az abszolút nulla felett). Ilyen nagyon hűvös állapotban bőven elég nagy számban Az atomok a lehető legkisebb kvantumállapotukban találják magukat, és a kvantumhatások makroszkopikus szinten kezdenek megnyilvánulni.

Következtetés

Az abszolút nullához közeli anyag tulajdonságainak tanulmányozása nagy érdeklődésre tart számot a tudomány és a technológia számára.

Az anyag számos tulajdonsága, amelyet szobahőmérsékleten hőhatások (például hőzaj) takarnak el, a hőmérséklet csökkenésével egyre jobban megnyilvánulnak, lehetővé téve tiszta forma tanulmányozza az adott anyagban rejlő mintázatokat és összefüggéseket. Az alacsony hőmérséklettel kapcsolatos kutatások számos új természeti jelenség felfedezését tették lehetővé, mint például a hélium szuperfolyékonysága és a fémek szupravezető képessége.

Alacsony hőmérsékleten az anyagok tulajdonságai drámaian megváltoznak. Egyes fémek megnövelik szilárdságukat és képlékenysé válnak, míg mások törékennyé válnak, mint az üveg.

A fizikai-kémiai tulajdonságok alacsony hőmérsékleten történő vizsgálata lehetővé teszi a jövőben új, előre meghatározott tulajdonságokkal rendelkező anyagok létrehozását. Mindez nagyon értékes űrhajók, állomások és műszerek tervezése és létrehozása szempontjából.

Ismeretes, hogy a kozmikus testek radarvizsgálata során a vett rádiójel nagyon kicsi és nehezen megkülönböztethető a különféle zajoktól. A tudósok által nemrégiben megalkotott molekuláris oszcillátorok és erősítők nagyon alacsony hőmérsékleten működnek, ezért nagyon alacsony zajszinttel rendelkeznek.

Alacsony hőmérsékletű elektromos és mágneses tulajdonságok A fémek, félvezetők és dielektrikumok alapvetően új, mikroszkopikus méretű rádiókészülékek kifejlesztését teszik lehetővé.

Az ultraalacsony hőmérsékletet a vákuum létrehozására használják, például az óriási nukleáris részecskegyorsítók működéséhez.

Felhasznált irodalom jegyzéke

1. http://wikipedia.org
2. http://rudocs.exdat.com
3. http://fb.ru

Rövid leírás

A kutatók évek óta haladnak az abszolút nulla hőmérséklet felé. Mint ismeretes, az abszolút nullával egyenlő hőmérséklet egy sok részecske rendszerének alapállapotát jellemzi - a lehető legalacsonyabb energiájú állapotot, amelyben az atomok és molekulák úgynevezett „nulla” rezgéseket hajtanak végre. Így az abszolút nullához közeli mélyhűtés (magát az abszolút nullát a gyakorlatban elérhetetlennek tartják) korlátlan lehetőségek nyílnak meg az anyag tulajdonságainak tanulmányozására.

Abszolút hőmérséklet nulla 273,15 Celsius-fok nulla alatt, 459,67 Fahrenheit alatti hőmérsékletnek felel meg. A Kelvin hőmérsékleti skála esetében ez a hőmérséklet maga a nulla jel.

Az abszolút nulla hőmérséklet lényege

Az abszolút nulla fogalma a hőmérséklet lényegéből ered. Bármilyen test, amely eladja magát külső környezet alatt . Ezzel párhuzamosan csökken a testhőmérséklet, i.e. kevesebb energia marad. Elméletileg ez a folyamat addig folytatódhat, amíg az energia mennyisége el nem éri azt a minimumot, hogy a szervezet már nem tudja leadni.
Egy ilyen ötlet távoli hírnöke már megtalálható M. V. Lomonoszovban. A nagy orosz tudós a hőt „forgó” mozgással magyarázta. Következésképpen a maximális hűtési fokozat az ilyen mozgás teljes leállítását jelenti.

Által modern ötletek, abszolút nulla hőmérséklet – amelyen a molekulák a lehető legalacsonyabb energiaszinttel rendelkeznek. Kevesebb energiával, pl. alacsonyabb hőmérsékleten nem létezhet fizikai test.

Elmélet és gyakorlat

Az abszolút nulla hőmérséklet elméleti fogalom, a gyakorlatban elvileg még körülmények között sem lehet elérni tudományos laboratóriumok a legkifinomultabb berendezésekkel. De a tudósoknak sikerül lehűteni az anyagot nagyon alacsony hőmérsékletre, amely közel van az abszolút nullához.

Ilyen hőmérsékleten az anyagok felhalmozódnak csodálatos tulajdonságok, amivel normál körülmények között nem rendelkezhetnek. A higany, amelyet "élő ezüstnek" neveznek, mivel a folyadékhoz közeli állapotban van, ezen a hőmérsékleten megszilárdul - olyan mértékben, hogy szögek beverésére is használható. Egyes fémek törékennyé válnak, például az üveg. A gumi ugyanolyan kemény lesz. Ha az abszolút nullához közeli hőmérsékleten kalapáccsal megüt egy gumitárgyat, az üvegszerűen törik.

Ez a tulajdonságváltozás a hő természetével is összefügg. Minél magasabb a fizikai test hőmérséklete, annál intenzívebben és kaotikusabban mozognak a molekulák. A hőmérséklet csökkenésével a mozgás kevésbé intenzív, a szerkezet rendezettebbé válik. Tehát a gázból folyékony lesz, a folyadékból szilárd. Limit szint rendezettség - kristályszerkezet. Ultraalacsony hőmérsékleten még az általában amorf anyagok, például a gumi is felveszik azt.

Érdekes jelenségek a fémekkel is előfordulnak. A kristályrács atomjai kisebb amplitúdóval rezegnek, az elektronszórás csökken, ezért csökken elektromos ellenállás. A fém szupravezető képességet nyer, gyakorlati alkalmazása ami nagyon csábítónak tűnik, bár nehéz elérni.

Források:

• Livanova A. Alacsony hőmérséklet, abszolút nulla és kvantummechanika

Test– ez az egyik alapfogalom a fizikában, ami az anyag vagy anyag létformáját jelenti. Ez egy anyagi tárgy, amelyet térfogat és tömeg, néha más paraméterek is jellemeznek. A fizikai testet világosan elválasztja egy határ a többi testtől. Számos speciális típus létezik fizikai testek, felsorolásukat nem szabad besorolásként értelmezni.

A mechanikában a fizikai testet leggyakrabban anyagi pontként értelmezik. Ez egyfajta absztrakció, amelynek fő tulajdonsága az a tény, hogy a test valós méretei a megoldáshoz konkrét feladat elhanyagolható. Más szóval, az anyagi pont egy nagyon specifikus test, amelynek méretei, alakja és más hasonló jellemzői vannak, de ezek nem fontosak a fennálló probléma megoldásához. Például, ha meg kell számolnia egy objektumot az útvonal egy bizonyos szakaszán, akkor a probléma megoldása során teljesen figyelmen kívül hagyhatja annak hosszát. A mechanika által a fizikai testnek egy másik típusa az abszolút merev test. Egy ilyen test mechanikája pontosan ugyanaz, mint a mechanika anyagi pont, de emellett más tulajdonságokkal is rendelkezik. Egy abszolút merev test pontokból áll, de sem a köztük lévő távolság, sem a tömegeloszlás nem változik a testet érő terhelések hatására. Ez azt jelenti, hogy nem deformálható. Egy abszolút merev test helyzetének meghatározásához elegendő egy hozzá kapcsolódó, általában derékszögű koordinátarendszert megadni. A legtöbb esetben a tömegközéppont egyben a koordinátarendszer középpontja is. Nincs teljesen merev test, de sok probléma megoldásához egy ilyen absztrakció nagyon kényelmes, bár a relativisztikus mechanika nem veszi figyelembe, mivel a fénysebességgel összemérhető mozgásokkal ez a modell belső ellentmondásokat mutat. Teljesen az ellenkezője szilárd test deformálható test,