Har qanday jismoniy tana, shu jumladan koinotdagi barcha ob'ektlar minimal harorat indeksiga yoki uning chegarasiga ega. Har qanday harorat shkalasining boshlang'ich nuqtasi uchun qiymatni hisobga olish odatiy holdir mutlaq nol haroratlar. Ammo bu faqat nazariy jihatdan. Bu vaqtda o'z energiyasini chiqaradigan atom va molekulalarning tartibsiz harakati amalda hali to'xtatilmagan.

Bu mutlaq nol haroratga erishib bo'lmaydigan asosiy sababdir. Ushbu jarayonning oqibatlari haqida hali ham bahslar mavjud. Termodinamika nuqtai nazaridan, bu chegaraga erishib bo'lmaydi, chunki atomlar va molekulalarning issiqlik harakati butunlay to'xtaydi va kristall panjara hosil bo'ladi.

Vakillar kvant fizikasi mutlaq nol haroratlarda minimal nol tebranishlarning mavjudligini ta'minlash.

Mutlaq nol haroratning qiymati nima va nima uchun unga erishib bo'lmaydi

Og'irliklar va o'lchovlar bo'yicha Bosh konferentsiyada birinchi marta ma'lumotnoma yoki mos yozuvlar nuqtasi o'rnatildi. o'lchash asboblari, harorat ko'rsatkichlarini aniqlaydigan.

Hozirgi vaqtda Xalqaro birliklar tizimida Tselsiy shkalasi uchun mos yozuvlar nuqtasi muzlashda 0 ° C va qaynash jarayonida 100 ° C, mutlaq nol harorat qiymati -273,15 ° S ga teng.

Xuddi shu maqsadda Kelvin shkalasidagi harorat qiymatlaridan foydalaning Xalqaro tizim birliklari, qaynoq suv 99,975 ° C mos yozuvlar qiymati sodir bo'ladi, mutlaq nol 0 ga teng. Farengeyt shkala bo'yicha -459,67 darajaga to'g'ri keladi.

Ammo, agar bu ma'lumotlar olingan bo'lsa, nima uchun amalda mutlaq nol haroratga erishish mumkin emas. Taqqoslash uchun biz hammaga ma'lum bo'lgan yorug'lik tezligini olishimiz mumkin, bu doimiy jismoniy qiymat 1 079 252 848,8 km / soatga teng.

Biroq, bu qiymatga amalda erishib bo'lmaydi. Bu uzatish to'lqin uzunligiga ham, sharoitlarga ham, zarrachalar tomonidan katta miqdordagi energiyaning zaruriy yutilishiga ham bog'liq. Mutlaq nol haroratlar qiymatini olish uchun energiyaning katta qaytishi va uning atomlar va molekulalarga kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun uning manbalarining yo'qligi zarur.

Ammo to'liq vakuum sharoitida ham yorug'lik tezligi ham, mutlaq nol harorat ham olimlar tomonidan qo'lga kiritilmagan.

Nima uchun taxminan nol haroratga erishish mumkin, lekin mutlaq emas

Ilm-fan mutlaq nolga teng bo'lgan eng past harorat indeksiga erishishga yaqinlashganda nima bo'ladi, hozircha faqat termodinamika va kvant fizikasi nazariyasida qolmoqda. Mutlaq nol haroratga amalda erishish mumkin emasligining sababi nimada.

Maksimal energiya yo'qotilishi tufayli moddani eng past chegaraga sovutish uchun barcha ma'lum urinishlar moddaning issiqlik sig'imi qiymati ham minimal qiymatga yetganiga olib keldi. Molekulalar qolgan energiyani bera olmadilar. Natijada, sovutish jarayoni mutlaq nolga yetguncha to'xtadi.

Mutlaq nol harorat qiymatiga yaqin sharoitlarda metallarning xatti-harakatlarini o'rganishda olimlar haroratning maksimal pasayishi qarshilikni yo'qotishiga olib kelishi kerakligini aniqladilar.

Ammo atomlar va molekulalar harakatining to'xtashi faqat kristall panjara hosil bo'lishiga olib keldi, bu orqali o'tuvchi elektronlar o'z energiyasining bir qismini harakatsiz atomlarga o'tkazdilar. U yana mutlaq nolga erisha olmadi.

2003 yilda mutlaq noldan 1 ° C ning faqat yarim milliarddan bir qismi etishmayotgan edi. NASA tadqiqotchilari tajribalar o‘tkazish uchun Na molekulasidan foydalanganlar, u doimo magnit maydonda bo‘lib, o‘z energiyasini chiqaradi.

2014 yilda 0,0025 Kelvin ko'rsatkichiga erishgan Yel universiteti olimlarining yutug'i eng yaqin bo'ldi. Olingan birikma stronsiy monoflorid (SrF) bor-yo'g'i 2,5 soniya davomida mavjud edi. Va nihoyat, u hali ham atomlarga bo'lindi.

Mutlaq nol harorat

Mutlaq nol harorat(kamroq tez-tez mutlaq nol harorat) - Koinotdagi jismoniy jism ega bo'lishi mumkin bo'lgan minimal harorat chegarasi. Mutlaq nol Kelvin shkalasi kabi mutlaq harorat shkalasi uchun boshlang'ich nuqta bo'lib xizmat qiladi. 1954 yilda Og'irliklar va o'lchovlar bo'yicha X Bosh konferentsiya bitta mos yozuvlar nuqtasi - suvning uch nuqtasi bo'lgan termodinamik harorat shkalasini o'rnatdi, uning harorati 273,16 K (aniq), bu 0,01 ° S ga to'g'ri keladi, shuning uchun Selsiy shkalasi bo'yicha mutlaq nol harorat -273,15 ° S ga to'g'ri keladi.

Mutlaq nolga yaqin kuzatilgan hodisalar

Mutlaq nolga yaqin haroratlarda makroskopik darajada sof kvant effektlari kuzatilishi mumkin, masalan:

Eslatmalar

Adabiyot

• G. Burmin. Storming mutlaq nol. - M .: "Bolalar adabiyoti", 1983 yil

Shuningdek qarang

Wikimedia fondi. 2010 yil.

• borish
• Kshapanaka

Boshqa lug'atlarda "Mutlaq nol harorat" nima ekanligini ko'ring:

MUTLAK NO HARORAT- termodinamik mos yozuvlar nuqtasi. vaqtinchalik; haroratdan 273,16 K pastda joylashgan uch nuqta(0,01 ° C) suv (273, Tselsiy shkalasi bo'yicha 15 ° C noldan past harorat, (qarang. HARORAT SCALE). Termodinamik harorat shkalasining mavjudligi va A. n. t. ... ... Jismoniy entsiklopediya

mutlaq nol harorat- termodinamik harorat shkalasi bo'yicha mutlaq harorat ko'rsatkichining boshlanishi. Mutlaq nol suvning uch nuqtali haroratidan 273,16ºC pastda, bu 0,01ºC deb hisoblanadi. Mutlaq nol haroratga erishib bo'lmaydi ... ... ensiklopedik lug'at

mutlaq nol harorat- absoliutusis nulis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos Pradžia, esanti 273.16 K žemiau trigubojo vandens taško. Pagal trečiąjį termodinamikos dėsnį, absoliutusis nulis nepasiekiamas. attikmenys: ingliz.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Mutlaq nol harorat- Kelvin shkalasi bo'yicha dastlabki ko'rsatkich Selsiy shkalasi bo'yicha 273,16 daraja salbiy haroratdir ... Zamonaviy tabiatshunoslikning boshlanishi

MUTLAQO NOL- termodinamik harorat shkalasi bo'yicha harorat, harorat mos yozuvlar nuqtasi. Mutlaq nol suvning uch nuqtali haroratidan (0,01 ° C) 273,16 ° C pastda joylashgan. Mutlaq nolga umuman erishib bo'lmaydi, harorat deyarli erishilgan, ... ... Zamonaviy entsiklopediya

MUTLAQO NOL- termodinamik harorat shkalasi bo'yicha harorat mos yozuvlar harorati. Absolyut nol suvning uchlik nuqtasi haroratidan 273,16,C pastda joylashgan bo'lib, buning uchun 0,01,C qiymati qabul qilinadi. Mutlaq nolga umuman erishib bo'lmaydi (qarang ... ... Katta ensiklopedik lug'at

MUTLAQO NOL- issiqlik yo'qligini ifodalovchi harorat 218 ° S. Lug'at xorijiy so'zlar rus tiliga kiritilgan. Pavlenkov F., 1907. mutlaq nol harorat (fizik.) - mumkin bo'lgan eng past harorat (273,15 ° S). Katta lug'at… … Rus tilidagi xorijiy so'zlar lug'ati

MUTLAQO NOL- harorat, termodinamik harorat shkalasi bo'yicha haroratning mos yozuvlar nuqtasi (TERMODİNAMIK TEMPERATURA SCALEsiga qarang). Mutlaq nol suvning uchlik nuqtasi haroratidan 273,16 ° C pastda joylashgan (uchlik nuqtaga qarang), buning uchun ... ... ensiklopedik lug'at

MUTLAQO NOL- molekulalarning termal harakati to'xtaydigan eng past harorat. Boyl Mariott qonuniga ko'ra ideal gazning bosimi va hajmi nolga teng bo'ladi va Kelvin shkalasi bo'yicha mutlaq harorat uchun mos yozuvlar nuqtasi olinadi ... ... Ekologik lug'at

MUTLAQO NOL- mutlaq harorat mos yozuvlar nuqtasi. 273,16 ° S ga to'g'ri keladi. Hozirgi vaqtda fizik laboratoriyalarda mutlaq noldan oshib ketadigan haroratni atigi bir necha milliondan bir darajaga olish mumkin edi, ammo qonunlarga ko'ra, bunga erishish ... ... Collier entsiklopediyasi

Harorat qanchalik sovuq bo'lishi haqida hech o'ylab ko'rganmisiz? Mutlaq nol nima? Insoniyat qachondir bunga erisha oladimi va bunday kashfiyotdan keyin qanday imkoniyatlar ochiladi? Bu va boshqa shunga o'xshash savollar uzoq vaqtdan beri ko'plab fiziklar va shunchaki qiziquvchan odamlarning ongida.

Mutlaq nol nima

Agar siz bolalikdan fizikani yoqtirmasangiz ham, ehtimol siz harorat tushunchasini bilasiz. Molekulyar kinetik nazariya tufayli biz endi u bilan molekulalar va atomlarning harakati o'rtasida ma'lum bir statik bog'liqlik mavjudligini bilamiz: nima? ko'proq harorat har qanday jismoniy jismning atomlari tezroq harakat qiladi va aksincha. Savol tug'iladi: "Bunday pastki chegara bormi? elementar zarralar joyida qotib qolganmi?" Olimlarning fikricha, bu nazariy jihatdan mumkin, termometr Selsiy bo'yicha -273,15 daraja atrofida bo'ladi. Bu qiymat mutlaq nol deb ataladi. Boshqacha qilib aytganda, bu jismoniy tanani sovutish mumkin bo'lgan minimal chegaradir. Hatto mutlaq harorat shkalasi (Kelvin shkalasi) mavjud bo'lib, unda mutlaq nol mos yozuvlar nuqtasidir va shkalaning birlik bo'linishi bir darajaga teng. Butun dunyo olimlari ushbu qadriyatga erishish yo'lida ishlashdan to'xtamaydilar, chunki bu insoniyat uchun katta istiqbollarni va'da qiladi.

Nima uchun bu juda muhim

Juda past va o'ta yuqori haroratlar o'ta suyuqlik va o'ta o'tkazuvchanlik tushunchalari bilan chambarchas bog'liq. Supero'tkazuvchilarda elektr qarshiligining yo'qolishi samaradorlikning aql bovar qilmaydigan qiymatlariga erishish va har qanday energiya yo'qotishlarini bartaraf etish imkonini beradi. Agar “mutlaq nol” qiymatiga erkin erishish imkonini beradigan yo‘l topilsa, insoniyatning ko‘p muammolari hal bo‘lardi. Yo'llar ustida harakatlanuvchi poezdlar, engilroq va kichikroq dvigatellar, transformatorlar va generatorlar, yuqori aniqlikdagi magnitoensefalografiya, yuqori aniqlikdagi soatlar o'ta o'tkazuvchanlik hayotimizga nima olib kelishi mumkinligiga bir nechta misoldir.

Eng so'nggi ilmiy yutuqlar

2003 yil sentyabr oyida MIT va NASA tadqiqotchilari natriy gazini eng past darajaga qadar sovutishga muvaffaq bo'lishdi. Tajriba davomida ular marraga (mutlaq nol) gradusning yarim milliarddan bir qismigina qolgan edi. Sinovlar davomida natriy har doim magnit maydonda bo'lib, uni idishning devorlariga tegmasligiga olib keldi. Agar harorat to'sig'ini yengib o'tish mumkin bo'lsa, gazdagi molekulyar harakat butunlay to'xtagan bo'lardi, chunki bunday sovutish natriydan barcha energiyani ajratib oladi. Tadqiqotchilar muallifi (Volfgang Ketterle) 2001 yilda olgan texnikani qo'llashdi. Nobel mukofoti fizikada. Sinovlarning asosiy nuqtalari edi gaz jarayonlari Bose-Eynshteyn kondensatsiyasi. Shu bilan birga, hali hech kim termodinamikaning uchinchi qonunini bekor qilmagan, unga ko'ra mutlaq nol nafaqat engib bo'lmas, balki erishib bo'lmaydigan qiymatdir. Bundan tashqari, Heisenberg noaniqlik printsipi qo'llaniladi va atomlar o'z yo'lida to'xtab qololmaydi. Shunday qilib, hozircha fan uchun mutlaq nol haroratga erishib bo'lmaydigan bo'lib qolmoqda, garchi olimlar unga ahamiyatsiz darajada kichik masofada yaqinlasha olishgan.

Ideal gaz hajmi nolga teng bo'lgan chegara harorati sifatida qabul qilinadi mutlaq nol harorat.

Selsiy shkalasi bo‘yicha absolyut nol qiymatini topamiz.
Ovozni tenglashtirish V(3.1) formulada nolga va shuni hisobga olgan holda

.

Demak, mutlaq nol harorat

t= -273 ° S. 2

Bu Lomonosov bashorat qilgan "sovuqning eng katta yoki oxirgi darajasi" tabiatdagi cheklovchi, eng past haroratdir.

Erdagi eng yuqori haroratlar - yuzlab million darajalar - termoyadro bombalari portlashlari paytida olingan. Bundan ham ko'proq yuqori haroratlar ba'zi yulduzlarning ichki hududlariga xosdir.

Mutlaq nol uchun 2A aniqroq qiymat: -273,15 ° S.

Kelvin shkalasi

Ingliz olimi V. Kelvin kiritdi mutlaq masshtab haroratlar. Kelvin shkalasi bo'yicha nol harorat mutlaq nolga to'g'ri keladi va bu shkaladagi harorat birligi Selsiy gradusiga teng, shuning uchun mutlaq harorat T formula bo'yicha Tselsiy shkalasi bo'yicha harorat bilan bog'liq

T = t + 273. (3.2)

Shaklda. Taqqoslash uchun 3.2 ko'rsatilgan mutlaq masshtab va Selsiy shkalasi.

Mutlaq haroratning SI birligi deyiladi kelvin(qisqartirilgan K deb). Shuning uchun, bir daraja Selsiy bir daraja Kelvinga teng:

Shunday qilib, mutlaq harorat (3.2) formula bo'yicha berilgan ta'rifga ko'ra, Tselsiy haroratiga va a ning eksperimental aniqlangan qiymatiga bog'liq bo'lgan hosila miqdordir.

O'quvchi: Unda qaysi biri jismoniy ma'no mutlaq harorat bormi?

(3.1) ifodani shaklga yozamiz

.

Kelvin shkalasidagi harorat Selsiy shkalasidagi haroratga nisbati bilan bog'liqligini hisobga olsak T = t + 273, biz olamiz

qayerda T 0 = 273 K yoki

Chunki bu munosabat ixtiyoriy harorat uchun amal qiladi T, keyin Gey-Lyussak qonunini quyidagicha shakllantirish mumkin:

Gazning berilgan massasi uchun p = const, munosabat

Vazifa 3.1. Bir haroratda T 1 = 300 K gaz hajmi V 1 = 5,0 l. Bir xil bosim va haroratda gaz hajmini aniqlang T= 400 K.

TO'XTA! O'zingiz qaror qiling: A1, B6, C2.

Vazifa 3.2. Izobarik isitish bilan havo hajmi 1% ga oshdi. Absolyut harorat necha foizga oshdi?

= 0,01.

Javob: 1 %.

Olingan formulani eslang

TO'XTA! O'zingiz qaror qiling: A2, A3, B1, B5.

Charlz qonuni

Frantsuz olimi Charlz eksperimental tarzda aniqladiki, agar siz gazni uning hajmi doimiy bo'lib qoladigan tarzda qizdirsangiz, u holda gazning bosimi ortadi. Bosimning haroratga bog'liqligi quyidagi shaklga ega:

R(t) = p 0 (1 + b t), (3.6)

qayerda R(t) haroratdagi bosimdir t°C; R 0 - 0 ° C da bosim; b - bosimning harorat koeffitsienti, barcha gazlar uchun bir xil: 1/K.

O'quvchi: Ajablanarlisi shundaki, b bosimning harorat koeffitsienti a hajmli kengayishning harorat koeffitsientiga to'liq teng!

Hajmi bo'lgan ma'lum bir gaz massasini olaylik V 0 haroratda T 0 va bosim R 0 . Birinchi marta gaz bosimini doimiy ushlab turamiz, biz uni haroratga qizdiramiz T bitta. Keyin gaz hajmiga ega bo'ladi V 1 = V 0 (1 + a t) va bosim R 0 .

Ikkinchi marta gaz hajmini o'zgarmas holda, biz uni bir xil haroratgacha qizdiramiz T bitta. Keyin gazning bosimi bo'ladi R 1 = R 0 (1 + b t) va hajm V 0 .

Ikkala holatda ham gaz harorati bir xil bo'lgani uchun Boyl-Mariott qonuni amal qiladi:

p 0 V 1 = p 1 V 0 Þ R 0 V 0 (1 + a t) = R 0 (1 + b t)V 0 Þ

Þ 1 + a t = 1+b tÞ a = b.

Demak, a = b bo'lishida ajablanarli joyi yo'q, yo'q!

Keling, Charlz qonunini shaklda qayta yozamiz

.

Sharti bilan; inobatga olgan holda T = t°S + 273 °S, T 0 \u003d 273 ° S, biz olamiz

Hikoya

"Harorat" so'zi odamlar issiqroq jismlarda kamroq isitiladiganlarga qaraganda ko'proq maxsus modda - kaloriya borligiga ishonishgan bir paytda paydo bo'lgan. Shuning uchun harorat tana moddasi va kaloriya aralashmasining kuchi sifatida qabul qilindi. Shu sababli, spirtli ichimliklarning kuchi va haroratining o'lchov birliklari bir xil - darajalar deb ataladi.

Chunki harorat kinetik energiya molekulalar, uni energiya birliklarida (ya'ni, SI tizimida joulda) o'lchash eng tabiiy ekanligi aniq. Biroq, haroratni o'lchash molekulyar kinetik nazariya yaratilishidan ancha oldin boshlangan, shuning uchun amaliy shkalalar haroratni an'anaviy birliklar - darajalarda o'lchaydi.

Kelvin shkalasi

Termodinamikada Kelvin shkalasi qo'llaniladi, unda harorat mutlaq noldan o'lchanadi (nazariy jihatdan mumkin bo'lgan minimal darajaga mos keladigan holat). ichki energiya jism) va bir kelvin suvning mutlaq noldan uch baravar nuqtasigacha bo'lgan masofaning 1/273,16 qismiga teng (muz, suv va suv bug'lari muvozanatda bo'lgan holat). Boltsman doimiysi kelvinlarni energiya birliklariga aylantirish uchun ishlatiladi. Olingan birliklar ham ishlatiladi: kilokelvin, megakelvin, millikelvin va boshqalar.

Selsiy

Kundalik hayotda Selsiy shkalasi qo'llaniladi, bunda suvning muzlash nuqtasi 0, suvning qaynash nuqtasi 100 ° sifatida qabul qilinadi. atmosfera bosimi. Suvning muzlash va qaynash nuqtalari yaxshi aniqlanmaganligi sababli, Tselsiy shkalasi hozirda Kelvin shkalasi bo'yicha aniqlanadi: Selsiy graduslari Kelvinga teng, mutlaq nol -273,15 °C deb qabul qilinadi. Selsiy shkalasi amalda juda qulay, chunki sayyoramizda suv juda keng tarqalgan va bizning hayotimiz unga asoslanadi. Nol Selsiy meteorologiya uchun alohida nuqtadir, chunki atmosfera suvining muzlashi hamma narsani sezilarli darajada o'zgartiradi.

Farengeyt

Angliyada va ayniqsa AQShda Farengeyt shkalasi qo'llaniladi. Ushbu shkalada interval haroratdan 100 darajaga bo'linadi sovuq qish Farengeyt yashagan shaharda, haroratgacha inson tanasi. Nol daraja Selsiy bo'yicha 32 daraja Farengeyt, Farengeyt darajasi esa 5/9 daraja.

Farengeyt shkalasining joriy ta'rifi quyidagicha: bu harorat shkalasi bo'lib, uning 1 daraja (1 ° F) atmosfera bosimida suvning qaynash nuqtasi va muzning erishi o'rtasidagi farqning 1/180 ga teng; muzning erish nuqtasi +32 ° F. Farengeyt shkalasidagi harorat Selsiy shkalasidagi haroratga (t ° C) t ° C \u003d 5/9 (t ° F - 32), ya'ni haroratning 1 ° F ga o'zgarishi bilan bog'liq. 5/9 ° S ga o'zgarishiga to'g'ri keladi. 1724 yilda G. Farengeyt tomonidan taklif qilingan.

Reaumur shkalasi

1730 yilda R. A. Reaumur tomonidan taklif qilingan, u ixtiro qilgan spirtli termometrni tasvirlab bergan.

Birlik - Réaumur darajasi (° R), 1 ° R mos yozuvlar nuqtalari - erish muz (0 ° R) va qaynoq suv harorati (80 ° R) orasidagi harorat oralig'ining 1/80 ga teng.

1 ° R = 1,25 ° S.

Hozirgi vaqtda shkala yaroqsiz holga kelgan, u eng uzoq vaqt davomida Frantsiyada, muallifning vatanida saqlanib qolgan.

Harorat shkalalarini solishtirish

¹ Oddiy inson tanasi harorati 36,6 ° C ± 0,7 ° C yoki 98,2 ° F ± 1,3 ° F. Odatda berilgan 98,6 °F qiymati 19-asrdagi nemis 37 °C qiymatining Farengeyt bo'yicha aniq konvertatsiyasidir. Ushbu qiymat zamonaviy kontseptsiyalarga ko'ra normal harorat oralig'iga tushmaganligi sababli, u haddan tashqari (noto'g'ri) aniqlikni o'z ichiga oladi, deb aytish mumkin. Ushbu jadvaldagi ba'zi qiymatlar yaxlitlangan.

Farengeyt va Selsiy shkalalarini solishtirish

(oF- Farengeyt shkalasi, o C- Tselsiy shkalasi)

Selsiy gradusini kelvinga aylantirish uchun formuladan foydalaning T=t+T0 Bu erda T - kelvindagi harorat, t - Selsiy gradusidagi harorat, T 0 =273,15 kelvin. Selsiy darajasi Kelvinga teng.