Was ist der absolute Nullpunkt in der Thermodynamik?

Die Temperatur der Umgebung ist und war im Laufe der Geschichte ein sehr bestimmendes Element für das Überleben der Unterschiedlichen Lebewesen und etwas, das die Zukunft der Evolution geprägt hat, und im Fall der Menschen die Art und Weise, die uns umgebende Welt zu verstehen. umgibt.

Tatsächlich kann ein Großteil des bekannten Lebens nur innerhalb thermischer Grenzen leben, und sogar die Bewegung und Energie von Partikeln wird auf molekularer Ebene verändert. Es wurde sogar die Existenz extremer Temperaturen festgestellt, die dazu führen können, dass die Bewegung subatomarer Teilchen vollständig zum Erliegen kommt, da sie in völliger Energielosigkeit verbleiben. Dies ist der Fall des absoluten Nullpunkts, ein von Kelvin entwickeltes Konzept und deren Forschung von großer wissenschaftlicher Relevanz ist.

Aber... Was genau ist der absolute Nullpunkt? In diesem Artikel werden wir es überprüfen.

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Absoluter Nullpunkt: Worauf bezieht sich dieser Begriff?

Wir nennen den absoluten Nullpunkt die niedrigste Temperatureinheit, die für möglich gehalten wird, -273,15 °C, eine Situation, in der sich die subatomaren Teilchen selbst ohne jede Art von Energie befinden würden und nicht in der Lage wären, jede Art von Bewegung auszuführen.

Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass die Tatsache, dass die Temperatur eines Objekts verringert wird, das Abziehen von Energie von ihm impliziert, wobei der absolute Nullpunkt das völlige Fehlen dieser Energie bedeuten würde.

Dies ist eine Temperatur, die in der Natur nicht vorkommt und die im Moment hypothetisch angenommen wird (tatsächlich gemäß dem Nernstschen Unerreichbarkeitsprinzip, um dies zu erreichen Temperatur ist unmöglich), obwohl wissenschaftliche Experimente es geschafft haben, sehr ähnliche Temperaturen zu erreichen.

Die vorstehende Beschreibung ist jedoch mit einer Wahrnehmung dieses Konzepts verbunden aus Sicht der klassischen Mechanik. Nachfolgende Untersuchungen, die die klassische Mechanik beiseite lassen würden, um in die Quantenmechanik einzutreten, legen dies in Wirklichkeit nahe Temperatur, gäbe es noch eine minimale Menge an Energie, die die Teilchen in Bewegung halten würde, die sogenannte Energie von Null Punkte.

Obwohl vor den ersten klassischen Visionen in diesem hypothetischen Zustand Materie in einem festen Zustand erscheinen sollte, da es keine Bewegung gibt oder wenn sie verschwindet Masse mit Energie gleichzusetzen und letztere völlig abwesend, schlägt die Quantenmechanik vor, dass, wenn Energie vorhanden ist, andere Zustände der Thema.

Kelvins Ermittlungen

Der Name und das Konzept des absoluten Nullpunkts stammen aus der Forschung und Theorie von William Thomson, besser bekannt als Lord Kelvin, der sich daran machte, dieses Konzept zu entwickeln die Beobachtung des Verhaltens von Gasen und wie sie ihr Volumen verändern proportional zum Temperaturabfall.

Auf dieser Grundlage begann dieser Forscher zu berechnen, bei welcher Temperatur das Volumen eines Gases Null wäre, und kam zu dem Schluss, dass es der oben genannten Temperatur entsprechen würde.

Basierend auf den Gesetzen der Thermodynamik hat der Autor seine eigene Temperaturskala, die Kelvin-Skala, geschaffen, die den Ursprungspunkt auf diese niedrigstmögliche Temperatur, den absoluten Nullpunkt, legt. Somit entspricht eine Temperatur von 0ºK dem absoluten Nullpunkt, -273,15ºC. Teil der Erstellung einer erzeugten Temperaturskala durch den Autor aus den Gesetzen der Thermodynamik der Zeit (1836).

Gibt es etwas darüber hinaus?

Bedenke, dass der absolute Nullpunkt eine Temperatur ist, bei der es keine oder nur keine Teilchenbewegung geben würde es gäbe eine Restenergie vom absoluten Nullpunkt, man fragt sich, ob jenseits dieser Temperatur etwas existieren könnte.

Obwohl die Logik uns denken lässt, dass dies nicht der Fall ist, Forschung, die von verschiedenen Forschern des Max-Planck-Instituts durchgeführt wurde sie scheinen darauf hinzudeuten, dass es tatsächlich eine noch niedrigere Temperatur geben könnte und dass dies negativen Temperaturen auf der Kelvin-Skala (dh unter dem absoluten Nullpunkt) entsprechen würde. Es ist ein Phänomen, das nur auf Quantenebene auftreten kann.

Dies würde bei einigen Gasen der Fall sein, die es durch den Einsatz von Lasern und Experimenten geschafft haben, von etwas über dem absoluten Nullpunkt auf negative Temperaturen unter Null zu kommen. Diese Temperaturen würden dafür sorgen, dass das betreffende Gas, das so vorbereitet ist, dass es sich mit hoher Geschwindigkeit zusammenzieht, stabilisiert bleibt. In diesem Sinne ähnelt es der dunklen Energie, die nach Ansicht einiger Experten verhindert, dass das Universum in sich zusammenbricht.

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Wofür kann es verwendet werden?

Das Wissen um die Existenz des absoluten Nullpunkts hat Auswirkungen nicht nur auf theoretischer Ebene, sondern sogar auf praktischer Ebene. Und es ist so, dass, wenn es Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt ausgesetzt wird, Viele Materialien ändern ihre Eigenschaften stark.

Ein Beispiel dafür ist die Tatsache, dass bei diesen Temperaturen subatomare Teilchen zu einem einzigen großen Atom kondensieren, das als Bose-Einstein-Kondensat bezeichnet wird. Ebenso sind einige besonders interessante Eigenschaften aufgrund ihrer praktischen Anwendung in den zu finden Suprafluidität oder Supraleitung, die bestimmte Elemente unter diesen Bedingungen erreichen können Thermal.

Bibliographische Referenzen:

• Braun, S. et al. (2013). Atome bei negativer absoluter Temperatur - die heißesten Systeme der Welt. Wissenschaft, 4. Max-Planck-Gesellschaft.
• Merali, Z. (2013). "Quantengas geht unter den absoluten Nullpunkt". Natur. doi: 10.1038/natur.2013.12146.