علم

ما هو الصفر المطلق؟ »تعريفها ومعناها

Anonim

تسمى أدنى درجة حرارة ممكنة الصفر المطلق. من الناحية النظرية ، تفقد الجسيمات دون الذرية كل طاقتها ، وهذا هو السبب في أن الإلكترونات والبروتونات ستجتمع معًا فيما يُعرف باسم "حساء الكم". درجة حرارة الصفر المطلق هي -273.15 درجة مئوية أو 0 درجة كلفن. عند هذه الدرجة ، يكون مستوى الطاقة الداخلية للنظام هو الأدنى ، ولهذا السبب لا تقدم الجسيمات ، وفقًا للميكانيكا الكلاسيكية ، أي نوع من الحركة ؛ ومع ذلك ، وفقًا لميكانيكا الكم ، يجب أن يكون للصفر المطلق طاقة متبقية ، والتي تُعرف باسم طاقة نقطة الصفر. تعمل درجة الحرارة هذه كنقطة انطلاق لكل من مقياسي كلفن ورانكين.

لقد قام اللورد كلفن باكتشاف الصفر المطلق ، ومن أجل تحقيق ذلك ، فقد استند إلى حقيقة أنه عندما يتم تبريد الغاز ، ينخفض ​​حجمه بما يتناسب مع درجة حرارته. بمعنى آخر ، كل درجة حرارة ينخفضها الغاز ، تقلل حجمه أيضًا بنسبة معينة ، وبهذه الطريقة تمكن من استنتاج أنه عند درجة حرارة -273.15 درجة مئوية ، سيصبح الحجم صفرًا ، وهو شيء على الأرجح لن يصل تحدث في الممارسة العملية ، على الرغم من هذا البيان ، تحدث العديد من الأشياء المثيرة للاهتمام عندما تقترب درجة الحرارة من الصفر المطلق.

وتجدر الإشارة إلى أنه لا يمكن الوصول إلى درجة حرارة الصفر المطلق. هذا لأن القانون الثالث للديناميكا الحرارية يضع حدودًا لذلك. على الرغم من ذلك ، فإن الحرارة الداخلة من "العالم الخارجي" هي التي تمنع الوصول إلى درجات حرارة منخفضة في التجارب. في الوقت الحاضر ، يتم تطوير تقنيات وتجارب جديدة باستمرار للوصول إلى الصفر المطلق ، ومع ذلك ، فإن الشيء المثير للاهتمام حقًا في هذا النوع من النهج هو أن كل محاولة تؤدي إلى تطوير العلم.

في النظام الشمسي ، تمكن العلماء من اكتشاف درجات حرارة منخفضة تصل إلى -240 درجة مئوية في تلك المناطق التي تكون في ظل دائم ، مثل الفوهات الموجودة في القطب الجنوبي للقمر. من جانبها ، في جميع أنحاء الكون ، يمكن تحديد أدنى درجة حرارة مسجلة حتى الآن في سديم بوميرانغ الذي يقع على بعد 5000 سنة ضوئية من نبات الأرض ، وتحديداً في كوكبة قنطورس ، وهي غازات طردها نجم يحتضر. تم تسويتها بسرعة وتبريدها إلى درجة حرارة 1 كلفن.