Naisip mo na ba kung gaano kalamig ang temperatura? Ano ang absolute zero? Makakamit ba ito ng sangkatauhan at anong mga pagkakataon ang magbubukas pagkatapos ng gayong pagtuklas? Ang mga ito at iba pang katulad na mga katanungan ay matagal nang sumasakop sa isipan ng maraming physicist at simpleng matanong na mga tao.

Ano ang absolute zero

Kahit na hindi mo gusto ang pisika mula pagkabata, malamang na alam mo ang konsepto ng temperatura. Salamat sa molecular kinetic theory, alam na natin ngayon na mayroong isang tiyak na static na koneksyon sa pagitan nito at ng mga paggalaw ng mga molekula at atomo: mas mataas ang temperatura ng anumang pisikal na katawan, mas mabilis ang paggalaw ng mga atomo nito, at kabaliktaran. Ang tanong ay lumitaw: "Mayroong mas mababang limitasyon kung saan ang mga elementarya na particle ay mag-freeze sa lugar?". Naniniwala ang mga siyentipiko na ito ay theoretically posible, ang thermometer ay nasa paligid ng -273.15 degrees Celsius. Ang halagang ito ay tinatawag na absolute zero. Sa madaling salita, ito ang pinakamababang posibleng limitasyon kung saan maaaring palamigin ang isang pisikal na katawan. Mayroong kahit isang absolute temperature scale (ang Kelvin scale), kung saan ang absolute zero ang reference point, at ang unit division ng scale ay katumbas ng isang degree. Ang mga siyentipiko sa buong mundo ay hindi tumitigil sa pagtatrabaho upang makamit ang halagang ito, dahil nangangako ito ng magagandang pag-asa para sa sangkatauhan.

Bakit ito napakahalaga

Ang sobrang mababa at sobrang mataas na temperatura ay malapit na nauugnay sa konsepto ng superfluidity at superconductivity. Ang pagkawala ng electrical resistance sa mga superconductor ay magiging posible upang makamit ang hindi maiisip na mga halaga ng kahusayan at maalis ang anumang pagkawala ng enerhiya. Kung posible na makahanap ng isang paraan na magpapahintulot sa isa na malayang maabot ang halaga ng "absolute zero", marami sa mga problema ng sangkatauhan ay malulutas. Ang mga tren na umaaligid sa mga riles, mas magaan at mas maliliit na makina, transformer at generator, high-precision magnetoencephalography, high-precision na orasan ay ilan lamang sa mga halimbawa ng kung ano ang maidudulot ng superconductivity sa ating buhay.

Pinakabagong mga nakamit na pang-agham

Noong Setyembre 2003, nagawa ng mga mananaliksik mula sa MIT at NASA na palamigin ang sodium gas hanggang sa pinakamababa. Sa panahon ng eksperimento, kalahating bilyon lamang ng isang antas ang kulang sa linya ng pagtatapos (absolute zero). Sa panahon ng mga pagsubok, ang sodium ay palaging nasa magnetic field, na pumipigil sa paghawak nito sa mga dingding ng lalagyan. Kung posible na malampasan ang hadlang sa temperatura, ang paggalaw ng molekular sa gas ay ganap na titigil, dahil ang gayong paglamig ay kukuha ng lahat ng enerhiya mula sa sodium. Inilapat ng mga mananaliksik ang isang pamamaraan na ang may-akda (Wolfgang Ketterle) ay nakatanggap ng Nobel Prize sa Physics noong 2001. Ang pangunahing punto sa mga pagsubok na isinagawa ay ang mga gas na proseso ng Bose-Einstein condensation. Samantala, wala pang kinansela ang ikatlong batas ng thermodynamics, ayon sa kung saan ang absolute zero ay hindi lamang isang hindi malulutas, kundi isang hindi matamo na halaga. Bilang karagdagan, nalalapat ang prinsipyo ng kawalan ng katiyakan ng Heisenberg, at ang mga atom ay hindi maaaring tumigil sa pagkamatay sa kanilang mga track. Kaya, sa ngayon, ang absolute zero ng temperatura ay nananatiling hindi matamo para sa agham, kahit na ang mga siyentipiko ay nagawang lapitan ito sa isang maliit na distansya.

Ang anumang pagsukat ay nangangailangan ng reference point. Ang temperatura ay walang pagbubukod. Para sa Fahrenheit scale, ang nasabing zero mark ay ang temperatura ng snow na may halong table salt, para sa Celsius scale, ang lamig ng tubig. Ngunit mayroong isang espesyal na punto ng sanggunian ng temperatura - ganap na zero. Ang absolute temperature zero ay tumutugma sa 273.15 degrees Celsius sa ibaba ng zero, 459.67 sa ibaba ng zero Fahrenheit. Para sa sukat ng temperatura ng Kelvin, ang temperaturang ito mismo ay ang markang zero.

Ang kakanyahan ng ganap na zero na temperatura

Ang konsepto ng absolute zero ay nagmula sa pinakadiwa ng temperatura. Ang anumang katawan ay may enerhiya na ibinibigay nito sa panlabas na kapaligiran sa panahon ng paglipat ng init. Sa kasong ito, bumababa ang temperatura ng katawan, i.e. may natitira pang enerhiya. Sa teorya, ang prosesong ito ay maaaring magpatuloy hanggang ang dami ng enerhiya ay umabot sa pinakamababa kung saan hindi na ito maibibigay ng katawan.
Ang isang malayong harbinger ng naturang ideya ay matatagpuan na sa M.V. Lomonosov. Ipinaliwanag ng mahusay na siyentipikong Ruso ang init sa pamamagitan ng "rotary" na paggalaw. Samakatuwid, ang paglilimita sa antas ng paglamig ay isang kumpletong paghinto ng naturang paggalaw.Ayon sa mga modernong konsepto, ang absolute zero na temperatura ay isang estado ng bagay kung saan ang mga molekula ay may pinakamababang posibleng antas ng enerhiya. Sa mas kaunting enerhiya, i.e. sa mas mababang temperatura, walang pisikal na katawan ang maaaring umiral.

Teorya at kasanayan

Ang ganap na zero na temperatura ay isang teoretikal na konsepto, imposibleng makamit ito sa pagsasagawa, sa prinsipyo, kahit na sa mga kondisyon ng mga siyentipikong laboratoryo na may pinaka-sopistikadong kagamitan. Ngunit pinalamig ng mga siyentipiko ang bagay sa napakababang temperatura, na malapit sa absolute zero. Ang Mercury, na tinatawag na "buhay na pilak" dahil sa malapit sa likidong estado, sa temperatura na ito ay nagiging solid - hanggang sa punto na maaari itong martilyo ng mga kuko. Ang ilang mga metal ay nagiging malutong, tulad ng salamin. Ang goma ay nagiging matigas at malutong. Kung, sa temperaturang malapit sa absolute zero, natamaan mo ng martilyo ang isang bagay na goma, ito ay mababasag tulad ng salamin. Ang ganitong pagbabago sa mga katangian ay nauugnay din sa likas na katangian ng init. Kung mas mataas ang temperatura ng pisikal na katawan, mas matindi at magulo ang paggalaw ng mga molekula. Habang bumababa ang temperatura, ang paggalaw ay nagiging mas matindi, at ang istraktura ay nagiging mas maayos. Kaya ang gas ay nagiging likido, at ang likido ay nagiging solid. Ang naglilimita sa antas ng pagkakasunud-sunod ay ang kristal na istraktura. Sa napakababang temperatura, kahit na ang mga substance na nananatiling amorphous sa kanilang normal na estado, tulad ng goma, ay nakukuha ito. Ang mga kagiliw-giliw na phenomena ay nangyayari rin sa mga metal. Ang mga atomo ng kristal na sala-sala ay nag-vibrate na may mas maliit na amplitude, ang scattering ng mga electron ay bumababa, samakatuwid, ang electrical resistance ay bumababa. Ang metal ay nakakakuha ng superconductivity, ang praktikal na aplikasyon na tila napaka-kaakit-akit, bagaman mahirap makamit.

Ang agham

Hanggang kamakailan lamang, ang pinakamalamig na temperatura na maaaring magkaroon ng pisikal na katawan ay ang temperatura ng "absolute zero" sa Kelvin scale. Ito ay tumutugma −273.15 degrees Celsius o −460 degrees Fahrenheit.

Ngayon ang mga physicist mula sa Germany ay nagawang maabot ang temperatura sa ibaba ng absolute zero. Ang ganitong pagtuklas ay makakatulong sa mga siyentipiko na maunawaan ang mga phenomena tulad ng dark energy at lumikha ng mga bagong anyo ng bagay.

Ganap na zero na temperatura

Sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, nilikha ng British physicist na si Lord Kelvin ang absolute temperature scale at natukoy na walang mas malamig kaysa absolute zero. Kapag ang mga particle ay nasa ganap na zero na temperatura, hihinto sila sa paggalaw at walang enerhiya.

Ang temperatura ng isang bagay ay isang sukatan kung gaano kalaki ang paggalaw ng mga atomo. Kung mas malamig ang bagay, mas mabagal ang paggalaw ng mga atomo. Sa absolute zero, o -273.15 degrees Celsius, huminto sa paggalaw ang mga atom.

Noong 1950s, nagsimulang magtaltalan ang mga physicist na ang mga particle ay hindi palaging nawawalan ng enerhiya sa absolute zero.

Mga siyentipiko mula sa Ludwig Maximilian University sa Munich at Max Planck Institute para sa Quantum Optics sa Garching lumikha ng isang gas na naging mas malamig kaysa absolute zero ng ilang nanokelvins.

Pinalamig nila ang humigit-kumulang 100,000 atomo sa positibong temperatura ng ilang nanokelvin (ang nanokelvin ay isang bilyong bahagi ng isang kelvin) at gumamit ng network ng mga laser beam at magnetic field upang kontrolin ang pag-uugali ng mga atom at itulak ang mga ito sa isang bagong limitasyon sa temperatura.

pinakamataas na temperatura

Kung ang pinakamababang posibleng temperatura ay itinuturing na ganap na zero, kung gayon anong temperatura ang maaaring ituring na kabaligtaran nito - ang pinakamataas na temperatura? Ayon sa mga modelong kosmolohikal, ang pinakamataas na posibleng temperatura ay ang temperatura ng Planck, na tumutugon sa 1.416785(71)x1032 kelvins (141 nonillion 679 octillion degrees).

Ang ating Uniberso ay dumaan na sa temperatura ng Planck. Nangyari ito 10^-42 segundo pagkatapos ng Big Bang, nang ipanganak ang Uniberso.

Ang pinakamababang temperatura sa Earth

Ang pinakamababang temperatura sa Earth ay naitala noong Hulyo 21, 1983 sa istasyon ng Vostok sa Antarctica, at ito ay -89.2 degrees Celsius.

Ang Vostok Station ay ang pinakamalamig na permanenteng tinitirhan na lugar sa Earth. Ito ay itinatag ng Russia noong 1957 at matatagpuan sa taas na 3488 metro sa ibabaw ng dagat.

Ang pinakamataas na temperatura sa Earth

Ang pinakamataas na temperatura sa Earth ay naitala noong Hulyo 10, 1913 sa Death Valley sa California at ito ay 56.7 degrees Celsius.

Ang nakaraang rekord para sa pinakamataas na temperatura sa mundo sa lungsod ng Al Aziziyah sa Libya, na umabot sa 57.7 degrees Celsius, ay pinabulaanan. World Meteorological Organization dahil sa hindi pagiging maaasahan ng data.

Ang absolute temperature zero ay tumutugma sa 273.15 degrees Celsius sa ibaba ng zero, 459.67 sa ibaba ng zero Fahrenheit. Para sa sukat ng temperatura ng Kelvin, ang temperaturang ito mismo ay ang markang zero.

Ang kakanyahan ng ganap na zero na temperatura

Ang konsepto ng absolute zero ay nagmula sa pinakadiwa ng temperatura. Anumang katawan na sumuko sa panlabas na kapaligiran sa kurso ng . Sa kasong ito, bumababa ang temperatura ng katawan, i.e. may natitira pang enerhiya. Sa teorya, ang prosesong ito ay maaaring magpatuloy hanggang ang dami ng enerhiya ay umabot sa pinakamababa kung saan hindi na ito maibibigay ng katawan.
Ang isang malayong harbinger ng naturang ideya ay matatagpuan na sa M.V. Lomonosov. Ipinaliwanag ng mahusay na siyentipikong Ruso ang init sa pamamagitan ng "rotary" na paggalaw. Samakatuwid, ang paglilimita sa antas ng paglamig ay isang kumpletong paghinto ng naturang paggalaw.

Ayon sa mga modernong konsepto, ang absolute zero na temperatura ay kung saan ang mga molekula ay may pinakamababang posibleng antas ng enerhiya. Sa mas kaunting enerhiya, i.e. sa mas mababang temperatura, walang pisikal na katawan ang maaaring umiral.

Teorya at kasanayan

Ang ganap na zero na temperatura ay isang teoretikal na konsepto, imposibleng makamit ito sa pagsasagawa, sa prinsipyo, kahit na sa mga kondisyon ng mga siyentipikong laboratoryo na may pinaka-sopistikadong kagamitan. Ngunit pinamamahalaan ng mga siyentipiko na palamigin ang bagay sa napakababang temperatura, na malapit sa absolute zero.

Sa ganitong mga temperatura, ang mga sangkap ay nakakakuha ng mga kamangha-manghang katangian na hindi nila maaaring magkaroon sa ilalim ng ordinaryong mga pangyayari. Ang Mercury, na tinatawag na "buhay na pilak" dahil sa malapit sa likidong estado, sa temperatura na ito ay nagiging solid - hanggang sa punto na maaari itong martilyo ng mga kuko. Ang ilang mga metal ay nagiging malutong, tulad ng salamin. Ang goma ay nagiging kasing tigas. Kung ang isang bagay na goma ay tinamaan ng martilyo sa temperatura na malapit sa absolute zero, ito ay mababasag tulad ng salamin.

Ang ganitong pagbabago sa mga katangian ay nauugnay din sa likas na katangian ng init. Kung mas mataas ang temperatura ng pisikal na katawan, mas matindi at magulo ang paggalaw ng mga molekula. Habang bumababa ang temperatura, ang paggalaw ay nagiging mas matindi, at ang istraktura ay nagiging mas maayos. Kaya ang gas ay nagiging likido, at ang likido ay nagiging solid. Ang naglilimita sa antas ng pagkakasunud-sunod ay ang kristal na istraktura. Sa ultra-mababang temperatura, ito ay nakuha kahit na sa pamamagitan ng mga sangkap na sa normal na estado ay nananatiling amorphous, halimbawa, goma.

Ang mga kagiliw-giliw na phenomena ay nangyayari sa mga metal. Ang mga atomo ng kristal na sala-sala ay nag-vibrate na may mas maliit na amplitude, ang scattering ng mga electron ay bumababa, samakatuwid, ang electrical resistance ay bumababa. Ang metal ay nakakakuha ng superconductivity, ang praktikal na aplikasyon na tila napaka-kaakit-akit, bagaman mahirap makamit.

Ang absolute zero ay tumutugma sa temperatura na −273.15 °C.

Ito ay pinaniniwalaan na ang absolute zero ay hindi matamo sa pagsasanay. Ang pag-iral at posisyon nito sa sukat ng temperatura ay sumusunod mula sa extrapolation ng naobserbahang pisikal na phenomena, habang ang naturang extrapolation ay nagpapakita na sa absolute zero ang enerhiya ng thermal motion ng mga molecule at atoms ng isang substance ay dapat na katumbas ng zero, iyon ay, ang magulong huminto ang paggalaw ng mga particle, at bumubuo sila ng isang nakaayos na istraktura, na sumasakop sa isang malinaw na posisyon sa mga node ng kristal na sala-sala. Gayunpaman, sa katunayan, kahit na sa ganap na zero na temperatura, ang mga regular na paggalaw ng mga particle na bumubuo sa bagay ay mananatili. Ang natitirang mga pagbabago, tulad ng zero-point vibrations, ay dahil sa mga katangian ng quantum ng mga particle at ang pisikal na vacuum na nakapaligid sa kanila.

Sa kasalukuyan, ang mga pisikal na laboratoryo ay nakakakuha ng mga temperaturang lampas sa absolute zero sa pamamagitan lamang ng ilang milyon ng isang degree; imposibleng makamit ito, ayon sa mga batas ng thermodynamics.

Mga Tala

Panitikan

• G. Burmin. Bumabagyo absolute zero. - M .: "Panitikan ng mga bata", 1983.

Tingnan din

Wikimedia Foundation. 2010 .

Mga kasingkahulugan:

Tingnan kung ano ang "Absolute Zero" sa iba pang mga diksyunaryo:

Temperatura, ang pinagmulan ng temperatura sa thermodynamic temperature scale (tingnan ang THERMODYNAMIC TEMPERATURE SCALE). Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16 ° C sa ibaba ng temperatura ng triple point (tingnan ang TRIPLE POINT) ng tubig, kung saan ... ... encyclopedic Dictionary

Temperatura, ang pinagmulan ng temperatura sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16°C sa ibaba ng triple point temperature ng tubig (0.01°C). Ang absolute zero ay sa panimula ay hindi maaabot, ang mga temperatura ay halos naabot na, ... ... Modern Encyclopedia

Ang mga temperatura ay ang pinagmulan ng pagbabasa ng temperatura sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16.C sa ibaba ng temperatura ng triple point ng tubig, kung saan ang halaga ng 0.01.C ay tinatanggap. Ang absolute zero ay hindi makakamit sa panimula (tingnan ang ... ... Malaking Encyclopedic Dictionary

Ang temperatura na nagpapahayag ng kawalan ng init ay 218 ° C. Diksyunaryo ng mga banyagang salita na kasama sa wikang Ruso. Pavlenkov F., 1907. absolute zero temperature (phys.) - ang pinakamababang posibleng temperatura (273.15°C). Malaking diksyunaryo ... ... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

ganap na zero- Ang napakababang temperatura kung saan humihinto ang thermal movement ng mga molecule, sa Kelvin scale absolute zero (0°K) ay tumutugma sa -273.16 ± 0.01°C ... Diksyunaryo ng Heograpiya

Umiiral., bilang ng mga kasingkahulugan: 15 round zero (8) little man (32) small fry ... diksyunaryo ng kasingkahulugan

Napakababang temperatura kung saan humihinto ang thermal movement ng mga molekula. Ang presyon at dami ng isang perpektong gas, ayon sa batas ni Boyle Mariotte, ay nagiging katumbas ng zero, at ang reference point para sa ganap na temperatura sa Kelvin scale ay kinuha ... ... Diksyonaryo ng ekolohiya

ganap na zero- - [A.S. Goldberg. English Russian Energy Dictionary. 2006] Mga paksang enerhiya sa pangkalahatan EN zeropoint … Handbook ng Teknikal na Tagasalin

Ganap na reference point ng temperatura. Tumutugma sa 273.16 ° C. Sa kasalukuyan, sa mga pisikal na laboratoryo, posible na makakuha ng temperatura na lampas sa absolute zero ng ilang milyon lamang ng isang degree, ngunit upang makamit ito, ayon sa mga batas ... ... Collier Encyclopedia

ganap na zero- absoliutusis nulis status bilang 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

ganap na zero- absoliutusis nulis status bilang T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273.16 °C). atitikmenys: engl. ganap na zero rus. ganap na zero... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas