Temperatura zero assoluto

Si assume la temperatura limite alla quale il volume di un gas ideale diventa zero temperatura zero assoluto.

Troviamo il valore dello zero assoluto sulla scala Celsius.
Equazione del volume V nella formula (3.1) a zero e tenendo conto di ciò

Quindi la temperatura zero assoluta è

T= -273 °С. 2

Questa è la temperatura limite, la più bassa della natura, quel “più grande o ultimo grado di freddo”, di cui Lomonosov aveva predetto l'esistenza.

Le temperature più alte sulla Terra - centinaia di milioni di gradi - sono state ottenute durante le esplosioni di bombe termonucleari. Temperature ancora più elevate sono caratteristiche delle regioni interne di alcune stelle.

2Un valore più accurato per lo zero assoluto: -273,15°C.

Scala Kelvin

Lo ha introdotto lo scienziato inglese W. Kelvin scala assoluta temperature. La temperatura zero sulla scala Kelvin corrisponde allo zero assoluto e l'unità di temperatura su questa scala è uguale ai gradi Celsius, quindi la temperatura assoluta Tè correlato alla temperatura sulla scala Celsius dalla formula

T = t+ 273. (3.2)

Nella fig. 3.2 mostra la scala assoluta e la scala Celsius per il confronto.

Viene chiamata l'unità SI della temperatura assoluta Kelvin(abbreviato in K). Pertanto, un grado Celsius equivale a un grado Kelvin:

Pertanto la temperatura assoluta, secondo la definizione data dalla formula (3.2), è una grandezza derivativa che dipende dalla temperatura Celsius e dal valore di a determinato sperimentalmente.

Lettore: Qual è il significato fisico della temperatura assoluta?

Scriviamo l'espressione (3.1) nella forma

Dato che la temperatura sulla scala Kelvin è correlata alla temperatura sulla scala Celsius dal rapporto T = t+ 273, otteniamo

Dove T 0 = 273 K, o

Poiché questa relazione è valida per una temperatura arbitraria T, allora la legge Gay-Lussac può essere formulata come segue:

Per una data massa di gas in p = cost, la relazione

Compito 3.1. A una temperatura T 1 = volume di gas 300 K V 1 = 5,0 l. Determinare il volume del gas alla stessa pressione e temperatura T= 400K.

FERMARE! Decidi tu stesso: A1, B6, C2.

Compito 3.2. Con il riscaldamento isobarico il volume dell'aria aumenta dell'1%. Di quale percentuale è aumentata la temperatura assoluta?

= 0,01.

Risposta: 1 %.

Ricorda la formula risultante

FERMARE! Decidi tu stesso: A2, A3, B1, B5.

Legge di Carlo

Lo scienziato francese Charles ha scoperto sperimentalmente che se si riscalda un gas in modo che il suo volume rimanga costante, la pressione del gas aumenterà. La dipendenza della pressione dalla temperatura ha la forma:

R(T) = P 0 (1 + b T), (3.6)

Dove R(T) è la pressione alla temperatura T°C; R 0 – pressione a 0 °С; b è il coefficiente di temperatura della pressione, uguale per tutti i gas: 1/K.

Lettore: Sorprendentemente, il coefficiente di temperatura della pressione b è esattamente uguale al coefficiente di temperatura dell'espansione volumetrica a!

Prendiamo una certa massa di gas con un volume V 0 a temperatura T 0 e pressione R 0 . Per la prima volta, mantenendo costante la pressione del gas, lo riscaldiamo a una temperatura T 1 . Quindi il gas avrà volume V 1 = V 0 (1 + a T) e pressione R 0 .

La seconda volta, mantenendo costante il volume del gas, lo riscaldiamo alla stessa temperatura T 1 . Quindi il gas avrà pressione R 1 = R 0 (1 + b T) e volume V 0 .

Poiché la temperatura del gas è la stessa in entrambi i casi, vale la legge di Boyle-Mariotte:

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.

Quindi non c'è nulla di sorprendente nel fatto che a = b, no!

Riscriviamo la legge di Charles nella forma

Dato che T = T°С + 273 °С, T 0 \u003d 273 ° С, otteniamo

Zero assoluto (zero assoluto) - l'inizio della temperatura assoluta, a partire da 273,16 K sotto il punto triplo dell'acqua (il punto di equilibrio di tre fasi: ghiaccio, acqua e vapore acqueo); allo zero assoluto, il movimento delle molecole si ferma e si trovano in uno stato di movimento "zero". Oppure: la temperatura più bassa alla quale una sostanza non contiene energia termica.

Zero Assoluto Inizio lettura della temperatura assoluta. Corrisponde a -273,16 ° С. Attualmente i laboratori fisici sono riusciti a ottenere una temperatura superiore allo zero assoluto solo di pochi milionesimi di grado, ma secondo le leggi della termodinamica è impossibile raggiungerla. Allo zero assoluto, il sistema si troverebbe in uno stato con l’energia più bassa possibile (in questo stato, atomi e molecole farebbero vibrazioni “zero”) e avrebbe entropia zero (zero disturbo). Il volume di un gas ideale nel punto di zero assoluto deve essere uguale a zero e per determinare questo punto si misura il volume del gas elio reale in coerente abbassando la temperatura fino a liquefarsi a bassa pressione (-268,9°C) ed estrapolando alla temperatura alla quale il volume del gas andrebbe a zero in assenza di liquefazione. Temperatura assoluta Termodinamico La scala è misurata in Kelvin, indicata dal simbolo K. Assoluto Termodinamico la scala e la scala Celsius sono semplicemente spostate l'una rispetto all'altra e sono legate dalla relazione K = °C + 273,16 °.

Storia

La parola "temperatura" è nata in un momento in cui le persone credevano che i corpi più caldi contenessero una quantità maggiore di una sostanza speciale - calorica rispetto a quelli meno riscaldati. Pertanto, la temperatura veniva percepita come la forza di una miscela di sostanza corporea e contenuto calorico. Per questo motivo, le unità di misura della forza delle bevande alcoliche e della temperatura sono chiamate uguali: gradi.

Dal fatto che la temperatura è l'energia cinetica delle molecole, è chiaro che è più naturale misurarla in unità di energia (cioè nel sistema SI in joule). Tuttavia, la misurazione della temperatura è iniziata molto prima della creazione della teoria cinetica molecolare, quindi le scale pratiche misurano la temperatura in unità convenzionali: i gradi.

Scala Kelvin

In termodinamica si utilizza la scala Kelvin, in cui la temperatura è misurata dallo zero assoluto (lo stato corrispondente alla minima energia interna teoricamente possibile del corpo), e un Kelvin è pari a 1/273,16 della distanza dallo zero assoluto a il punto triplo dell'acqua (lo stato in cui ghiaccio, acqua e acqua si accoppiano sono in equilibrio. La costante di Boltzmann viene utilizzata per convertire i Kelvin in unità di energia. Vengono utilizzate anche unità derivate: kilokelvin, megakelvin, millikelvin, ecc.

Centigrado

Nella vita di tutti i giorni viene utilizzata la scala Celsius, in cui il punto di congelamento dell'acqua è pari a 0 e il punto di ebollizione dell'acqua a pressione atmosferica è pari a 100 °. Poiché i punti di congelamento e di ebollizione dell'acqua non sono ben definiti, la scala Celsius è attualmente definita in termini di scala Kelvin: gradi Celsius equivalgono a Kelvin, lo zero assoluto è considerato -273,15 °C. La scala Celsius è praticamente molto comoda, poiché l'acqua è molto comune sul nostro pianeta e la nostra vita si basa su di essa. Zero Celsius è un punto speciale per la meteorologia, poiché il congelamento dell'acqua atmosferica cambia tutto in modo significativo.

Fahrenheit

In Inghilterra, e soprattutto negli Stati Uniti, viene utilizzata la scala Fahrenheit. Questa scala è divisa per 100 gradi dalla temperatura dell'inverno più freddo nella città in cui viveva Fahrenheit alla temperatura del corpo umano. Zero gradi Celsius corrispondono a 32 gradi Fahrenheit e un grado Fahrenheit corrisponde a 5/9 gradi Celsius.

L'attuale definizione della scala Fahrenheit è la seguente: è una scala di temperatura, di cui 1 grado (1 °F) è 1/180 della differenza tra il punto di ebollizione dell'acqua e quello di fusione del ghiaccio a pressione atmosferica, e il il punto di fusione del ghiaccio è +32 °F. La temperatura sulla scala Fahrenheit è correlata alla temperatura sulla scala Celsius (t ° С) dal rapporto t ° С = 5/9 (t ° F - 32), 1 ° F = 5/9 ° С. Proposto da G. Fahrenheit nel 1724.

Scala di Reaumur

Proposto nel 1730 da R. A. Reaumur, che descrisse il termometro ad alcol da lui inventato.

Unità - grado Réaumur (°R), 1 °R è pari a 1/80 dell'intervallo di temperatura tra i punti di riferimento - la temperatura del ghiaccio che si scioglie (0 °R) e dell'acqua bollente (80 °R)

1°R = 1,25°C.

Attualmente la scala è caduta in disuso; è stata conservata più a lungo in Francia, nella patria dell'autore.

Confronto delle scale di temperatura

Descrizione	Kelvin	Centigrado	Fahrenheit	newtone	Réaumur
Zero Assoluto		−273.15	−459.67	−90.14	−218.52
Punto di fusione della miscela Fahrenheit (sale e ghiaccio in quantità uguali)			0	−5.87
Punto di congelamento dell'acqua (condizioni normali)		0	32	0
Temperatura media del corpo umano¹		36.8	98.2	12.21
Punto di ebollizione dell'acqua (condizioni normali)		100	212	33
Temperatura della superficie solare	5800	5526	9980	1823

La temperatura normale del corpo umano è 36,6 °C ±0,7 °C o 98,2 °F ±1,3 °F. Il valore comunemente citato di 98,6 °F è una conversione esatta di Fahrenheit del valore tedesco del XIX secolo di 37 °C. Poiché questo valore non rientra nell'intervallo della temperatura normale secondo i concetti moderni, possiamo dire che contiene una precisione eccessiva (errata). Alcuni valori in questa tabella sono stati arrotondati.

Confronto tra le scale Fahrenheit e Celsius

(Di- Scala Fahrenheit, oC- Scala Celsius)

oF	oC		oF	oC		oF	oC		oF	oC
-459.67 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -190 -180 -170 -160 -150 -140 -130 -120 -110 -100 -95 -90 -85 -80 -75 -70 -65	-273.15 -267.8 -240.0 -212.2 -184.4 -156.7 -128.9 -123.3 -117.8 -112.2 -106.7 -101.1 -95.6 -90.0 -84.4 -78.9 -73.3 -70.6 -67.8 -65.0 -62.2 -59.4 -56.7 -53.9		-60 -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -19 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5	-51.1 -48.3 -45.6 -42.8 -40.0 -37.2 -34.4 -31.7 -28.9 -28.3 -27.8 -27.2 -26.7 -26.1 -25.6 -25.0 -24.4 -23.9 -23.3 -22.8 -22.2 -21.7 -21.1 -20.6		-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19	-20.0 -19.4 -18.9 -18.3 -17.8 -17.2 -16.7 -16.1 -15.6 -15.0 -14.4 -13.9 -13.3 -12.8 -12.2 -11.7 -11.1 -10.6 -10.0 -9.4 -8.9 -8.3 -7.8 -7.2		20 21 22 23 24 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 125 150 200	-6.7 -6.1 -5.6 -5.0 -4.4 -3.9 -1.1 1.7 4.4 7.2 10.0 12.8 15.6 18.3 21.1 23.9 26.7 29.4 32.2 35.0 37.8 51.7 65.6 93.3

Per convertire i gradi Celsius in Kelvin, utilizzare la formula T=t+T0 dove T è la temperatura in Kelvin, t è la temperatura in gradi Celsius, T 0 =273,15 Kelvin. Un grado Celsius ha la stessa dimensione di un Kelvin.

La scelta dei punti di fusione del ghiaccio e di ebollizione dell'acqua come punti principali della scala di temperatura è del tutto arbitraria. La scala di temperatura così ottenuta si è rivelata scomoda per gli studi teorici.

Basandosi sulle leggi della termodinamica, Kelvin è riuscito a costruire la cosiddetta scala della temperatura assoluta (attualmente è chiamata scala della temperatura termodinamica o scala Kelvin), che è completamente indipendente sia dalla natura del corpo termometrico sia dal parametro termometrico scelto . Tuttavia, il principio di costruzione di tale scala va oltre il curriculum scolastico. Considereremo questo problema utilizzando altre considerazioni.

Dalla formula (2) ci sono due modi possibili per stabilire la scala della temperatura: utilizzando la variazione di pressione di una certa quantità di gas a volume costante, oppure modificando il volume a pressione costante. Questa scala si chiama scala di temperatura del gas ideale.

Viene chiamata la temperatura definita dall'equazione (2). temperatura assoluta. Temperatura assoluta Τ non può essere negativo, poiché a sinistra nell'uguaglianza (2) ci sono ovviamente valori positivi (più precisamente non può avere segni diversi, può essere sia positivo che negativo. Dipende dalla scelta del segno della costante K. Poiché abbiamo convenuto di considerare positiva la temperatura del punto triplo, la temperatura assoluta può essere solo positiva). Pertanto, il valore di temperatura più basso possibile T= 0 è la temperatura quando la pressione o il volume è zero.

La temperatura limite alla quale la pressione di un gas ideale svanisce a un volume fisso o il volume di un gas ideale tende a zero (cioè il gas, per così dire, dovrebbe comprimersi fino a un "punto") a pressione costante, è chiamato zero Assoluto. Questa è la temperatura più bassa in natura.

Dall'uguaglianza (3), tenendo conto che \(~\mathcal h W_K \mathcal i = \frac(m_0 \mathcal h \upsilon^2 \mathcal i)(2)\) , segue il significato fisico dello zero assoluto: zero assoluto: la temperatura alla quale dovrebbe arrestarsi il movimento di traslazione termica delle molecole. Lo zero assoluto è irraggiungibile.

Il Sistema Internazionale di Unità (SI) utilizza la scala di temperatura termodinamica assoluta. Lo zero assoluto è considerato la temperatura zero su questa scala. Il secondo punto di riferimento è la temperatura alla quale acqua, ghiaccio e vapore saturo sono in equilibrio dinamico, il cosiddetto punto triplo (sulla scala Celsius la temperatura del punto triplo è 0,01 °C). Ciascuna unità di temperatura assoluta, chiamata Kelvin (indicata come 1 K), equivale a un grado Celsius.

Immergendo il pallone di un termometro a gas nel ghiaccio fondente e poi nell'acqua bollente a pressione atmosferica normale, abbiamo riscontrato che la pressione del gas nel secondo caso è 1,3661 volte maggiore che nel primo. Tenendo conto di ciò e utilizzando la formula (2), si può determinare la temperatura di scioglimento del ghiaccio T 0 = 273,15K.

Infatti scriviamo l'equazione (2) per la temperatura T 0 punto di fusione del ghiaccio e di ebollizione dell'acqua ( T 0 + 100):

\(~\frac(p_1V)(N) = kT_0 ;\) \(~\frac(p_2V)(N) = k(T_0 + 100) .\)

Dividendo la seconda equazione per la prima otteniamo:

\(~\frac(p_2)(p_1) = \frac(T_0 + 100)(T_0) .\)

\(~T_0 = \frac(100)(\frac(p_2)(p_1) - 1) = \frac(100)(1,3661 - 1) = 273,15 K.\)

La Figura 2 mostra schematicamente la scala Celsius e la scala termodinamica.

Cos'è lo zero assoluto (più spesso zero)? Questa temperatura esiste davvero da qualche parte nell’universo? Possiamo raffreddare qualcosa fino allo zero assoluto nella vita reale? Se ti stai chiedendo se è possibile sfuggire a un'ondata di freddo, esploriamo i limiti più remoti del freddo...

Anche se non sei un fisico, probabilmente hai familiarità con il concetto di temperatura. La temperatura è una misura della quantità di energia casuale interna in un materiale. La parola "interno" è molto importante. Lancia una palla di neve e, sebbene il movimento principale sarà abbastanza veloce, la palla di neve rimarrà piuttosto fredda. D'altra parte, se guardi le molecole d'aria che volano in una stanza, una normale molecola di ossigeno frigge ad una velocità di migliaia di chilometri all'ora.

Tendiamo a tacere quando si tratta di dettagli tecnici, quindi solo per gli esperti, notiamo che la temperatura è un po' più complicata di quanto abbiamo detto. La vera definizione di temperatura è quanta energia devi spendere per ogni unità di entropia (disordine, se vuoi una parola migliore). Ma tralasciamo le sottigliezze e concentriamoci solo sul fatto che le molecole casuali di aria o acqua nel ghiaccio si muoveranno o vibreranno sempre più lentamente man mano che la temperatura scende.

Lo zero assoluto è -273,15 gradi Celsius, -459,67 Fahrenheit e solo 0 Kelvin. Questo è il punto in cui il movimento termico si arresta completamente.

Si ferma tutto?

Nella considerazione classica della questione, tutto si ferma allo zero assoluto, ma è in questo momento che la terribile museruola della meccanica quantistica fa capolino da dietro l’angolo. Una delle previsioni della meccanica quantistica che ha infangato non pochi fisici è che non è mai possibile misurare con assoluta certezza la posizione o la quantità di moto esatta di una particella. Questo è noto come principio di indeterminazione di Heisenberg.

Se potessi raffreddare una stanza sigillata fino allo zero assoluto, accadrebbero cose strane (ne parleremo più avanti tra poco). La pressione dell’aria scenderebbe quasi a zero e, poiché la pressione dell’aria normalmente si oppone alla gravità, l’aria collasserebbe in uno strato molto sottile sul pavimento.

Ma anche così, se riesci a misurare le singole molecole, scoprirai qualcosa di curioso: vibrano e ruotano parecchio: è all'opera l'incertezza quantistica. Per mettere i puntini sulle i, se misuri la rotazione delle molecole di anidride carbonica allo zero assoluto, scoprirai che gli atomi di ossigeno girano attorno al carbonio a una velocità di diversi chilometri all'ora, molto più velocemente di quanto pensassi.

La conversazione si ferma. Quando parliamo del mondo quantistico, il movimento perde il suo significato. A queste scale, tutto è definito dall'incertezza, quindi non è che le particelle siano stazionarie, semplicemente non puoi mai misurarle come se fossero stazionarie.

Quanto in basso puoi cadere?

Il perseguimento dello zero assoluto incontra essenzialmente gli stessi problemi del perseguimento della velocità della luce. È necessaria una quantità infinita di energia per raggiungere la velocità della luce, e per raggiungere lo zero assoluto è necessario estrarre una quantità infinita di calore. Entrambi questi processi sono impossibili, se non altro.

Nonostante non abbiamo ancora raggiunto lo stato attuale dello zero assoluto, siamo molto vicini ad esso (anche se "molto" in questo caso è un concetto molto vago; come una filastrocca per bambini: due, tre, quattro, quattro e una metà, quattro su una corda, quattro su un filo, cinque). La temperatura più bassa mai registrata sulla Terra è stata quella registrata in Antartide nel 1983, con -89,15 gradi Celsius (184K).

Naturalmente, se vuoi rinfrescarti come un bambino, devi tuffarti nelle profondità dello spazio. L'intero universo è inondato dai resti della radiazione del Big Bang, nelle regioni più vuote dello spazio - 2,73 gradi Kelvin, che è leggermente più freddo della temperatura dell'elio liquido, che siamo riusciti a ottenere sulla Terra un secolo fa.

Ma i fisici delle basse temperature stanno utilizzando i raggi congelanti per portare la tecnologia a un livello completamente nuovo. Potrebbe sorprenderti che i raggi congelanti assumano la forma di laser. Ma come? I laser devono bruciare.

Esatto, ma i laser hanno una caratteristica, si potrebbe anche dire un ultimatum: tutta la luce viene emessa alla stessa frequenza. Gli atomi neutri ordinari non interagiscono affatto con la luce a meno che la frequenza non sia sintonizzata con precisione. Se l'atomo vola verso la sorgente luminosa, la luce riceve uno spostamento Doppler e passa a una frequenza più alta. Un atomo assorbe meno energia fotonica di quanto potrebbe. Quindi, se si imposta il laser più in basso, gli atomi in rapido movimento assorbiranno la luce e l'emissione di un fotone in una direzione casuale perderà in media un po' di energia. Se ripeti il processo, puoi raffreddare il gas fino a meno di un nanoKelvin, un miliardesimo di grado.

Tutto diventa più estremo. Il record mondiale della temperatura più fredda è inferiore a un decimo di miliardo di gradi sopra lo zero assoluto. I dispositivi che raggiungono questo obiettivo intrappolano gli atomi nei campi magnetici. La "temperatura" non dipende tanto dagli atomi stessi, ma dalla rotazione dei nuclei atomici.

Ora, per ripristinare la giustizia, occorre sognare un po’. Quando di solito immaginiamo qualcosa congelato a un miliardesimo di grado, sei sicuro di avere un'immagine di persino le molecole d'aria che si congelano sul posto. Si può persino immaginare un dispositivo apocalittico distruttivo che congela gli spin degli atomi.

In definitiva, se vuoi davvero sperimentare le basse temperature, non devi fare altro che aspettare. Dopo circa 17 miliardi di anni, la radiazione di fondo nell’Universo si raffredderà fino a 1K. Tra 95 miliardi di anni la temperatura sarà di circa 0,01K. Tra 400 miliardi di anni, lo spazio profondo sarà freddo quanto l’esperimento più freddo sulla Terra, e ancora più freddo dopo.

Se ti stai chiedendo perché l'universo si sta raffreddando così rapidamente, ringrazia i nostri vecchi amici: entropia ed energia oscura. L’universo è in modalità di accelerazione, entrando in un periodo di crescita esponenziale che continuerà per sempre. Le cose si congeleranno molto rapidamente.

Qual è il nostro business?

Tutto questo, ovviamente, è meraviglioso, e anche battere i record è bello. Ma qual è il punto? Ebbene, ci sono molti buoni motivi per comprendere le pianure della temperatura, e non solo come vincenti.

I bravi ragazzi del National Institute of Standards and Technology, ad esempio, vorrebbero semplicemente realizzare fantastici orologi. Gli standard temporali si basano su cose come la frequenza dell'atomo di cesio. Se l’atomo di cesio si muove troppo, si verifica un’incertezza nelle misurazioni, che alla fine causerà il malfunzionamento dell’orologio.

Ma ancora più importante, soprattutto da un punto di vista scientifico, i materiali si comportano in modo assurdo a temperature estremamente basse. Ad esempio, proprio come un laser è costituito da fotoni sincronizzati tra loro - alla stessa frequenza e fase - così può essere creato il materiale noto come condensato di Bose-Einstein. In esso, tutti gli atomi sono nello stesso stato. Oppure immaginate un amalgama in cui ogni atomo perde la sua individualità e l’intera massa reagisce come un superatomo nullo.

A temperature molto basse, molti materiali diventano superfluidi, il che significa che possono essere completamente viscosi, accumularsi in strati ultrasottili e persino sfidare la gravità per ottenere un minimo di energia. Anche a basse temperature molti materiali diventano superconduttori, ovvero non presentano alcuna resistenza elettrica.

I superconduttori sono in grado di rispondere ai campi magnetici esterni in modo tale da annullarli completamente all'interno del metallo. Di conseguenza, puoi combinare la temperatura fredda e il magnete e ottenere qualcosa come la levitazione.

Perché esiste uno zero assoluto ma non un massimo assoluto?

Diamo un'occhiata all'altro estremo. Se la temperatura è solo una misura dell’energia, allora puoi semplicemente immaginare che gli atomi si avvicinino sempre di più alla velocità della luce. Non può andare avanti all'infinito, vero?

La risposta è breve: non lo sappiamo. È del tutto possibile che esista letteralmente qualcosa come una temperatura infinita, ma se esiste un limite assoluto, l'universo primordiale fornisce alcuni indizi piuttosto interessanti su cosa sia. La temperatura più alta mai esistita (almeno nel nostro universo) probabilmente si è verificata nel cosiddetto “tempo di Planck”.

Fu un momento lungo 10^-43 secondi dopo il Big Bang, quando la gravità si separò dalla meccanica quantistica e dalla fisica divenne esattamente quello che è adesso. La temperatura a quel tempo era di circa 10^32 K. Si tratta di un settilione di volte più caldo dell'interno del nostro Sole.

Ancora una volta, non siamo del tutto sicuri che questa sia la temperatura più calda mai vista. Poiché non disponiamo nemmeno di un grande modello dell'universo ai tempi di Planck, non siamo nemmeno sicuri che l'universo stesse bollendo in quello stato. In ogni caso, siamo molte volte più vicini allo zero assoluto che al calore assoluto.

Temperatura zero assoluto

Temperatura zero assolutoè il limite minimo di temperatura che un corpo fisico può avere. Lo zero assoluto funge da punto di riferimento per una scala di temperatura assoluta, come la scala Kelvin. Sulla scala Celsius lo zero assoluto corrisponde a -273,15 °C.

Si ritiene che lo zero assoluto sia irraggiungibile nella pratica. La sua esistenza e posizione sulla scala della temperatura deriva dall'estrapolazione dei fenomeni fisici osservati, mentre tale estrapolazione mostra che allo zero assoluto l'energia del movimento termico delle molecole e degli atomi di una sostanza deve essere uguale a zero, cioè la il movimento caotico delle particelle si ferma e formano una struttura ordinata, occupando una posizione chiara nei nodi del reticolo cristallino. Tuttavia, anche a temperatura zero assoluta, rimarranno i movimenti regolari delle particelle che compongono la materia. Le restanti fluttuazioni, come le vibrazioni del punto zero, sono dovute alle proprietà quantistiche delle particelle e al vuoto fisico che le circonda.

Attualmente i laboratori fisici sono riusciti a ottenere temperature superiori allo zero assoluto solo di pochi milionesimi di grado; è impossibile ottenerlo, secondo le leggi della termodinamica.

Appunti

Letteratura

G. Burmin. Assalto allo zero assoluto. - M.: "Letteratura per bambini", 1983.

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Temperatura zero assoluto
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