열역학에서 절대영도란?

환경의 온도는 역사를 통틀어 서로 다른 생물의 생존을 결정하는 매우 결정적인 요소였습니다. 살아있는 존재, 진화의 미래, 인간의 경우 우리를 둘러싼 세계를 이해하는 방식을 표시한 것. 둘러싸다.

실제로 알려진 생명체의 대부분은 열적 한계 내에서만 살 수 있으며 입자의 운동과 에너지도 분자 수준에서 변경됩니다. 아원자 입자가 에너지가 전혀 없는 상태로 남아 있기 때문에 아원자 입자의 움직임을 완전히 멈출 수 있는 극한 온도의 존재도 규정되었습니다. Kelvin이 개발한 개념인 절대 영도의 경우입니다. 그의 연구는 과학적 관련성이 큽니다.

하지만... 절대 영도는 정확히 무엇입니까? 이 기사 전체에서 우리는 그것을 확인할 것입니다.

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절대 영도: 이 개념은 무엇을 의미합니까?

우리는 절대 영도라고 부릅니다 가능한 최저 온도 단위, -273.15ºC, 아 원자 입자 자체가 어떤 유형의 에너지 없이 스스로를 발견하고 어떤 유형의 움직임도 수행할 수 없는 상황.

이것은 물체의 온도를 낮추는 사실이 물체에서 에너지를 빼는 것을 의미하며 절대 영도는 이것이 전혀 없음을 의미하기 때문에 발생합니다.

이것은 자연에서 찾을 수 없는 온도입니다. 그리고 이것은 잠시 동안 가설로 가정됩니다(사실 Nernst 달성 불가 원칙에 따라 이를 달성하기 위해 온도는 불가능합니다), 과학 실험은 매우 유사한 온도에 도달했습니다.

그러나 이전 설명은 이 개념에 대한 인식과 연결되어 있습니다. 고전역학의 관점에서. 고전 역학을 제쳐두고 양자 역학에 들어갈 후속 연구는 실제로는 다음과 같은 것을 제안합니다. 온도, 입자 운동을 유지하는 최소한의 에너지, 소위 에너지가 여전히 존재합니다. 영점.

이 가상의 상태에서 최초의 고전적 비전 이전에는 물질이 움직이지 않거나 사라지기 때문에 고체 상태로 나타나야 합니다. 질량을 에너지와 동일시하고 후자는 완전히 부재하므로 양자역학은 에너지가 있을 때 에너지의 다른 상태가 주제.

켈빈의 조사

절대 영도의 이름과 개념은 이 개념을 개발하기 시작한 Lord Kelvin으로 더 잘 알려진 William Thomson의 연구와 이론에서 유래했습니다.

기체의 거동과 기체의 부피 변화에 대한 관찰 온도 저하에 비례합니다.

이를 바탕으로 연구자는 어떤 온도에서 기체의 부피가 0이 될지 계산하기 시작했고, 앞서 언급한 온도에 해당한다는 결론에 도달했습니다.

저자는 열역학 법칙에 따라 자신만의 온도 눈금인 켈빈 눈금을 만들어 가능한 가장 낮은 온도인 절대 영도에 시작점을 두었습니다. 따라서 0ºK의 온도는 절대 영도인 -273.15ºC에 해당합니다. 생성된 온도 눈금의 작성자에 의한 생성의 일부 당시의 열역학 법칙으로부터 (1836년).

저 너머에 뭔가가 있습니까?

절대 영도는 입자의 움직임이 없거나 절대 영도의 잔류 에너지가 있을 것입니다. 누군가는 이 온도 너머에 무언가가 존재할 수 있는지 궁금합니다.

논리가 우리를 생각하지 않게 만들 수 있지만 막스 플랑크 연구소의 여러 연구자들이 수행한 연구 그들은 실제로 더 낮은 온도가 있을 수 있고 켈빈 온도에서 음의 온도(즉, 절대 영도 이하)에 해당한다는 것을 나타내는 것 같습니다. 양자 수준에서만 일어날 수 있는 현상이다.

이것은 레이저와 실험을 통해 절대 영도보다 약간 높은 상태에서 영하의 음의 온도로 이동하는 일부 가스의 경우에 발생합니다. 이러한 온도는 고속으로 수축해야 하는 방식으로 준비된 문제의 가스가 안정화된 상태를 유지하도록 합니다. 이런 의미에서 그것은 일부 전문가에 따르면 우주가 자체적으로 붕괴되는 것을 방지하는 암흑 에너지와 유사합니다.

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무엇을 위해 사용할 수 있습니까?

절대 영도의 존재를 아는 것은 이론적인 수준뿐만 아니라 실제적인 수준에서도 영향을 미칩니다. 그리고 절대 영도에 가까운 온도에 노출되면 많은 재료가 속성을 크게 변경합니다..

이에 대한 예는 이러한 온도에서 아원자 입자가 Bose-Einstein 응축물이라고 하는 하나의 큰 원자로 응축된다는 사실에서 발견됩니다. 마찬가지로, 실제 적용으로 인해 특히 흥미로운 몇 가지 속성은 다음에서 찾을 수 있습니다. 특정 요소가 이러한 조건에서 도달할 수 있는 초유동성 또는 초전도성 열의.

참고문헌:

• 브라운, S. 외. (2013). 음의 절대 온도에서 원자 - 세계에서 가장 뜨거운 시스템. 과학, 4. 막스 플랑크 소사이어티.
• 메랄리, Z. (2013). "양자 가스는 절대 영도 아래로 내려갑니다." 자연. 도이: 10.1038/nature.2013.12146.