材料を加熱し始めるときの温度に制限はありません。固体状態から液体、次に気体になり、分子や原子に分離され、最終的には プラズマ とも呼ばれる帯電した粒子の雲になります。この雲は、温度が非常に高い 星 の内部にあります。ただし、冷却には限界があり、 絶対零度 です！ 圧力 がゼロの状況では、温度はそれ以上下がらず、材料からそれ以上のエネルギーを取り出すことはできません。
絶対零度は、 宇宙 で物体が存在できる最低温度として定義されます。これは、体の分子の平均 運動エネルギー がゼロになる (静止している) 温度です。理論的には、0K (ケルビンスケールでゼロ) または -273.15°C になりますが、実験室で達成できる最大値は約 0.000000000001K (または 1.10 -12 K) でした。
絶対ゼロが正確な値 0 で存在する場合、位置と速度を同時に絶対的に正確に測定することは不可能であるという量子力学の 不確定性原理 に違反することになります。これは、位置 0 と 速度 0 m/s が同時に測定されるため、絶対零度の場合に発生します。
絶対零度が達成できない別の例は、カルノー エンジンの効率 (η) に見られます。次の式で求められます。
η = 1 – T コールド /T ホット
ここで、T cold は低温源の温度、T hot は 高温源の温度です。
絶対零度の測定値は、1848 年にケルビン卿 (1824 ～ 1907 年) の提案に基づいて得られました。彼は、ガスの圧力が 0 ℃ から – まで冷却されると初期値の 1/273 の割合で減少することに気づきました。 1℃、 一定容積 。絶対零度では、運動エネルギーがなければ分子は静止しているため、圧力はゼロでなければなりません。また、温度は分子の撹拌の度合いを記録するため、温度もゼロになります。
一定の圧力 を維持して本体を0℃から-1℃に冷却すると、同じ結果が得られます。この場合、体積は初期値の1/273の割合で減少し、絶対零度で体積ゼロに達しますが、これは不可能です。
この推論において、ケルビンは、見つかった 1/273 の比率に基づいて、その理由は 1℃ の差であるため、絶対零度は -273℃ であると結論付けました。
絶対零度に近づくと、体内で次の 3 つの現象が観察されます。
超伝導 : 体は磁石が浮遊できるほど大きな 磁場 を生成します。
超流動性 : 機械抵抗がほぼゼロであるため、非常によく流れ、液体が容器の壁を登ることができます。
ボーズ・アインシュタイン凝縮 : 物体は圧縮され、凝縮して、大きくて単一の 原子 になる可能性があります。この現象は、温度の低下や 物理的状態の変化の 過程で観察され、気体が液体になり、液体が固体になり、固体の粒子がますます結合する傾向があります。
参考文献:
ヒューイット、ポール G.、概念物理学 – 第 9 版– ブックマン、2008 年。
https://super.abril.com.br/mundo-estranho/o-que-e-zero-absoluto/
http://www2.if.usp.br/~eletivos/posters_2006/painel02.pdf
http://www.scielo.br/pdf/rbef/v28n1/a13v28n1.pdf
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