Suhu sifar mutlak
Suhu mengehadkan di mana isipadu gas ideal menjadi sama dengan sifar diambil sebagai suhu sifar mutlak.
Mari cari nilai sifar mutlak pada skala Celsius.
Menyamakan isipadu V dalam formula (3.1) sifar dan mengambil kira itu
.
Oleh itu suhu sifar mutlak ialah
t= –273 °C. 2
Ini adalah suhu yang melampau, paling rendah dalam alam semula jadi, "darjah sejuk yang paling hebat atau terakhir", kewujudan yang diramalkan oleh Lomonosov.
Suhu tertinggi di Bumi—ratusan juta darjah—diperolehi semasa letupan bom termonuklear. Malah suhu yang lebih tinggi adalah tipikal untuk kawasan dalaman beberapa bintang.
2Nilai sifar mutlak yang lebih tepat: –273.15 °C.
Skala Kelvin
Saintis Inggeris W. Kelvin memperkenalkan skala mutlak suhu Suhu sifar pada skala Kelvin sepadan dengan sifar mutlak, dan unit suhu pada skala ini adalah sama dengan darjah pada skala Celsius, jadi suhu mutlak T adalah berkaitan dengan suhu pada skala Celsius dengan formula
T = t + 273. (3.2)
Dalam Rajah. 3.2 menunjukkan skala mutlak dan skala Celsius untuk perbandingan.
Unit SI bagi suhu mutlak dipanggil Kelvin(disingkatkan K). Oleh itu, satu darjah pada skala Celsius adalah sama dengan satu darjah pada skala Kelvin:
Oleh itu, suhu mutlak, mengikut definisi yang diberikan oleh formula (3.2), ialah kuantiti terbitan yang bergantung pada suhu Celsius dan pada nilai yang ditentukan secara eksperimen bagi a.
Pembaca: Apakah maksud fizikal suhu mutlak?
Mari kita tulis ungkapan (3.1) dalam bentuk
.
Memandangkan suhu pada skala Kelvin berkaitan dengan suhu pada skala Celsius oleh hubungan T = t + 273, kita dapat
di mana T 0 = 273 K, atau
Oleh kerana hubungan ini sah untuk suhu sewenang-wenangnya T, maka hukum Gay-Lussac boleh dirumuskan seperti berikut:
Untuk jisim gas tertentu pada p = const hubungan berikut berlaku:
Tugasan 3.1. Pada suhu T 1 = 300 K isipadu gas V 1 = 5.0 l. Tentukan isipadu gas pada tekanan dan suhu yang sama T= 400 K.
BERHENTI! Tentukan sendiri: A1, B6, C2.
Masalah 3.2. Semasa pemanasan isobarik, isipadu udara meningkat sebanyak 1%. Berapa peratuskah suhu mutlak meningkat?
= 0,01.
Jawab: 1 %.
Mari kita ingat formula yang terhasil
BERHENTI! Tentukan sendiri: A2, A3, B1, B5.
Undang-undang Charles
Saintis Perancis Charles secara eksperimen menetapkan bahawa jika gas dipanaskan supaya isipadunya kekal malar, tekanan gas akan meningkat. Kebergantungan tekanan pada suhu mempunyai bentuk:
r(t) = hlm 0 (1 + b t), (3.6)
di mana r(t) – tekanan pada suhu t°C; r 0 – tekanan pada 0 °C; b ialah pekali suhu tekanan, yang sama untuk semua gas: 1/K.
Pembaca: Yang menghairankan, pekali suhu tekanan b betul-betul sama dengan pekali suhu pengembangan isipadu a!
Mari kita ambil jisim gas tertentu dengan isipadu V 0 pada suhu T 0 dan tekanan r 0 . Buat pertama kali, mengekalkan tekanan gas tetap, kami memanaskannya ke suhu T 1. Kemudian gas akan mempunyai isipadu V 1 = V 0 (1 + a t) dan tekanan r 0 .
Kali kedua, mengekalkan isipadu pemalar gas, kami memanaskannya pada suhu yang sama T 1. Kemudian gas akan mempunyai tekanan r 1 = r 0 (1 + b t) dan isipadu V 0 .
Oleh kerana dalam kedua-dua kes suhu gas adalah sama, undang-undang Boyle–Mariotte adalah sah:
hlm 0 V 1 = hlm 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.
Jadi tidak menghairankan bahawa a = b, tidak!
Mari kita tulis semula undang-undang Charles dalam bentuk
.
Memandangkan itu T = t°С + 273 °С, T 0 = 273 °C, kita dapat
SIFAR MUTLAK
SIFAR MUTLAK, suhu di mana semua komponen sistem mempunyai jumlah tenaga paling sedikit yang dibenarkan oleh undang-undang MEKANIK KUANTUM; sifar pada skala suhu Kelvin, atau -273.15°C (-459.67° Fahrenheit). Pada suhu ini, entropi sistem - jumlah tenaga yang tersedia untuk melakukan kerja berguna - juga sifar, walaupun jumlah tenaga sistem mungkin bukan sifar.
Kamus ensiklopedia saintifik dan teknikal.
Lihat apa "SIFAR MUTLAK" dalam kamus lain:
Suhu ialah had minimum suhu yang boleh dimiliki oleh badan fizikal. Sifar mutlak berfungsi sebagai titik permulaan untuk skala suhu mutlak, seperti skala Kelvin. Pada skala Celsius, sifar mutlak sepadan dengan suhu −273 ... Wikipedia
SUHU SIFAR MUTLAK- permulaan skala suhu termodinamik; terletak pada 273.16 K (Kelvin) di bawah (lihat) air, i.e. bersamaan dengan 273.16°C (Celsius). Sifar mutlak ialah suhu paling rendah dalam alam semula jadi dan boleh dikatakan tidak boleh dicapai... Ensiklopedia Politeknik Besar
Ini ialah had suhu minimum yang boleh dimiliki oleh badan fizikal. Sifar mutlak berfungsi sebagai titik permulaan untuk skala suhu mutlak, seperti skala Kelvin. Pada skala Celsius, sifar mutlak sepadan dengan suhu −273.15 °C.… … Wikipedia
Suhu sifar mutlak ialah had suhu minimum yang boleh dimiliki oleh badan fizikal. Sifar mutlak berfungsi sebagai titik permulaan untuk skala suhu mutlak, seperti skala Kelvin. Pada skala Celsius, sifar mutlak sepadan dengan... ... Wikipedia
Razg. Pengabaian Orang yang tidak penting, tidak penting. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...
sifar- sifar mutlak... Kamus Idiom Rusia
Kata nama sifar dan sifar, m., digunakan. bandingkan selalunya Morfologi: (tidak) apa? sifar dan sifar, kenapa? sifar dan sifar, (lihat) apa? sifar dan sifar, apa? sifar dan sifar, bagaimana pula? kira-kira sifar, sifar; pl. apa? sifar dan sifar, (tidak) apa? sifar dan sifar, kenapa? sifar dan sifar, (saya nampak)… … Kamus Penerangan Dmitriev
Sifar mutlak (sifar). Razg. Pengabaian Orang yang tidak penting, tidak penting. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 V sifar. 1. Jarg. kata mereka bergurau. besi. Mengenai mabuk yang teruk. Yuganovs, 471; Vakhitov 2003, 22. 2. Zharg. muzik Tepat sekali, sesuai dengan... ... Kamus besar pepatah Rusia
mutlak- kemustahilan mutlak, kuasa mutlak, ketakcelakan mutlak, kekacauan mutlak, fiksyen mutlak, kekebalan mutlak, pemimpin mutlak, minimum mutlak, raja mutlak, moral mutlak, sifar mutlak… … Kamus Idiom Rusia
Buku
- Sifar mutlak, Pavel Mutlak. Kehidupan semua ciptaan saintis gila bangsa Nes sangat singkat. Tetapi percubaan seterusnya mempunyai peluang untuk wujud. Apa yang menantinya di hadapan?...
Apabila laporan cuaca meramalkan suhu menghampiri sifar, anda tidak sepatutnya pergi ke gelanggang luncur: ais akan cair. Suhu lebur ais diambil sebagai sifar darjah Celsius, skala suhu yang paling biasa.
Kami sangat biasa dengan skala darjah Celsius negatif - darjah<ниже
нуля>, darjah sejuk. Suhu terendah di Bumi direkodkan di Antartika: -88.3°C. Suhu yang lebih rendah mungkin di luar Bumi: di permukaan Bulan pada tengah malam bulan ia boleh mencapai -160°C.
Tetapi suhu rendah sewenang-wenangnya tidak boleh wujud di mana-mana.
Suhu yang sangat rendah - sifar mutlak - pada skala Celsius sepadan dengan - 273.16°.
Skala suhu mutlak, skala Kelvin, berasal dari sifar mutlak. Ais cair pada 273.16° Kelvin, dan air mendidih pada 373.16° K. Oleh itu, darjah K adalah sama dengan darjah C. Tetapi pada skala Kelvin, semua suhu adalah positif.
Mengapakah 0°K adalah had sejuk?<пляска>zarah hampir berhenti sepenuhnya. Atom dan molekul akan membeku sepenuhnya pada suhu yang diambil sebagai sifar mutlak.
Menurut prinsip mekanik kuantum, pada sifar mutlak ia akan menjadi gerakan haba zarah yang akan berhenti, tetapi zarah itu sendiri tidak akan membeku, kerana ia tidak boleh dalam keadaan rehat sepenuhnya. Oleh itu, pada sifar mutlak, zarah masih mesti mengekalkan beberapa jenis gerakan, yang dipanggil gerakan sifar.<идти медленнее, чем стоять на месте>.
Walau bagaimanapun, untuk menyejukkan bahan kepada suhu di bawah sifar mutlak adalah idea yang tidak bermakna seperti, katakan, niat
Lebih-lebih lagi, walaupun mencapai sifar mutlak yang tepat adalah hampir mustahil. Anda hanya boleh mendekatinya. Kerana sama sekali anda tidak boleh mengambil sepenuhnya semua tenaga haba daripada bahan. Sebahagian daripada tenaga haba kekal pada penyejukan paling dalam.
Bagaimanakah anda mencapai suhu ultra-rendah?
Membekukan bahan adalah lebih sukar daripada memanaskannya. Ini dapat dilihat walaupun dari perbandingan reka bentuk dapur dan peti sejuk.
Dalam kebanyakan peti sejuk isi rumah dan industri, haba dikeluarkan kerana penyejatan cecair khas - freon, yang beredar melalui tiub logam. Rahsianya ialah freon boleh kekal dalam keadaan cecair hanya pada suhu yang cukup rendah. Di dalam petak peti sejuk, disebabkan oleh haba ruang, ia menjadi panas dan mendidih, bertukar menjadi wap. Tetapi wap dimampatkan oleh pemampat, dicairkan dan memasuki penyejat, menambah kehilangan freon yang tersejat. Tenaga digunakan untuk mengendalikan pemampat.
Dalam peranti penyejukan dalam, pembawa sejuk adalah cecair ultra-sejuk - cecair helium. Tidak berwarna, ringan (8 kali lebih ringan daripada air), ia mendidih di bawah tekanan atmosfera pada 4.2°K, dan dalam vakum pada 0.7°K. Suhu yang lebih rendah diberikan oleh isotop cahaya helium: 0.3°K.
Helium cecair yang terhasil disimpan dalam termos khas - kelalang Dewar.
Kos cecair yang sangat sejuk ini (satu-satunya yang tidak membeku pada sifar mutlak) ternyata agak tinggi. Walau bagaimanapun, helium cecair digunakan lebih dan lebih meluas hari ini, bukan sahaja dalam sains, tetapi juga dalam pelbagai peranti teknikal.
Suhu terendah dicapai dengan cara yang berbeza. Ternyata molekul beberapa garam, contohnya kalium kromium tawas, boleh berputar di sepanjang garis daya magnet. Garam ini disejukkan terlebih dahulu dengan helium cecair hingga 1°K dan diletakkan dalam medan magnet yang kuat. Dalam kes ini, molekul berputar di sepanjang garis daya, dan haba yang dibebaskan diambil oleh helium cecair. Kemudian medan magnet dikeluarkan secara tiba-tiba, molekul sekali lagi bertukar ke arah yang berbeza, dan dibelanjakan
Kerja ini membawa kepada penyejukan selanjutnya garam. Beginilah cara kita memperoleh suhu 0.001° K. Menggunakan kaedah yang sama pada dasarnya, menggunakan bahan lain, kita boleh memperoleh suhu yang lebih rendah.
Suhu terendah yang diperoleh setakat ini di Bumi ialah 0.00001° K.
Lebihan bendalir
Bahan beku kepada suhu sangat rendah dalam mandian cecair helium berubah dengan ketara. Getah menjadi rapuh, plumbum menjadi keras seperti keluli dan elastik, banyak aloi meningkatkan kekuatan.
Helium cecair itu sendiri berkelakuan dengan cara yang pelik. Pada suhu di bawah 2.2° K, ia memperoleh sifat yang tidak pernah berlaku sebelum ini untuk cecair biasa - keterlebihan: sebahagian daripadanya kehilangan kelikatan sepenuhnya dan mengalir melalui retakan paling sempit tanpa sebarang geseran.
Fenomena ini ditemui pada tahun 1937 oleh ahli fizik Soviet Academician P. JI.
Kapitsa, kemudian dijelaskan oleh Academician JI. D. Landau.
Hampir sifar mutlak, perubahan yang sangat menarik berlaku dalam sifat elektrik beberapa bahan.
Pada tahun 1911, ahli fizik Belanda Kamerlingh Onnes membuat penemuan yang tidak dijangka: ternyata pada suhu 4.12 ° K, rintangan elektrik dalam merkuri hilang sepenuhnya. Merkuri menjadi superkonduktor.
Arus elektrik yang teraruh dalam gelang superkonduktor tidak padam dan boleh mengalir hampir selama-lamanya.<гроб Магомета>Di atas cincin sedemikian, bola superkonduktor akan terapung di udara dan tidak jatuh, seperti kisah dongeng
, kerana gravitinya diimbangi oleh tolakan magnet antara cincin dan bola. Lagipun, arus berterusan dalam gelang akan mencipta medan magnet, dan ia, seterusnya, akan mendorong arus elektrik dalam bola dan dengannya medan magnet yang diarahkan bertentangan.
Selain merkuri, timah, plumbum, zink, dan aluminium mempunyai superkonduktiviti hampir sifar mutlak. Sifat ini telah ditemui dalam 23 unsur dan lebih daripada seratus aloi yang berbeza dan sebatian kimia lain.
Suhu di mana superkonduktiviti muncul (suhu kritikal) meliputi julat yang agak luas - daripada 0.35° K (hafnium) hingga 18° K (aloi niobium-tin).
Fenomena superkonduktiviti, seperti super-
kecairan telah dikaji secara terperinci. Kebergantungan suhu kritikal pada struktur dalaman bahan dan medan magnet luar ditemui.
Teori superkonduktiviti yang mendalam telah dibangunkan (sumbangan penting dibuat oleh ahli akademik Soviet N. N. Bogolyubov).<танцуя>Intipati fenomena paradoks ini sekali lagi adalah kuantum semata-mata. Pada suhu ultrarendah, elektron masuk<прутьями решетки>superkonduktor membentuk sistem zarah terikat berpasangan yang tidak boleh memberi tenaga kepada kekisi kristal atau sisa tenaga apabila memanaskannya. Pasangan elektron bergerak seolah-olah
, antara
- ion dan memintasnya tanpa perlanggaran dan pemindahan tenaga.
Superkonduktiviti semakin digunakan dalam teknologi.<шумы>peralatan. Dalam teknologi pengkomputeran elektronik, masa depan yang cemerlang dijanjikan untuk suis superkonduktor berkuasa rendah - cryotron (lihat Art.<Пути электроники>).
Tidak sukar untuk membayangkan betapa menariknya untuk memajukan operasi peranti sedemikian ke kawasan suhu yang lebih tinggi dan lebih mudah diakses. Baru-baru ini, harapan untuk mencipta superkonduktor filem polimer telah ditemui. Sifat pelik kekonduksian elektrik dalam bahan tersebut menjanjikan peluang cemerlang untuk mengekalkan superkonduktiviti walaupun pada suhu bilik. Para saintis sentiasa mencari cara untuk merealisasikan harapan ini.
Dan sekarang mari kita lihat ke dalam alam perkara paling hangat di dunia - ke dalam kedalaman bintang. Di mana suhu mencapai berjuta-juta darjah.
Pergerakan terma rawak dalam bintang sangat kuat sehingga seluruh atom tidak boleh wujud di sana: mereka musnah dalam perlanggaran yang tidak terkira banyaknya.
Oleh itu, bahan yang sangat panas tidak boleh menjadi pepejal, tidak juga cecair, atau gas. Ia berada dalam keadaan plasma, iaitu campuran bercas elektrik<осколков>atom - nukleus atom dan elektron.
Plasma adalah keadaan jirim yang unik. Oleh kerana zarahnya bercas elektrik, ia sensitif kepada daya elektrik dan magnet. Oleh itu, jarak dekat dua nukleus atom (ia membawa cas positif) adalah fenomena yang jarang berlaku. Hanya pada ketumpatan tinggi dan suhu yang sangat besar, nukleus atom yang berlanggar antara satu sama lain dapat dirapatkan. Kemudian tindak balas termonuklear berlaku - sumber tenaga untuk bintang.
Bintang yang paling dekat dengan kita, Matahari, terdiri terutamanya daripada plasma hidrogen, yang dipanaskan di dalam perut bintang itu hingga 10 juta darjah. Dalam keadaan sedemikian, pertemuan dekat nukleus hidrogen cepat - proton, walaupun jarang berlaku, berlaku. Kadang-kadang proton yang mendekati berinteraksi: setelah mengatasi tolakan elektrik, mereka jatuh ke dalam kuasa daya tarikan nuklear gergasi, dengan cepat<падают>di atas satu sama lain dan bergabung. Di sini penstrukturan semula serta-merta berlaku: bukannya dua proton, deuteron (nukleus isotop hidrogen berat), positron dan neutrino muncul. Tenaga yang dikeluarkan ialah 0.46 juta volt elektron (MeV).
Setiap proton suria individu boleh memasuki tindak balas sedemikian secara purata sekali setiap 14 bilion tahun. Tetapi terdapat begitu banyak proton di dalam perut cahaya sehingga di sana sini peristiwa yang tidak mungkin berlaku - dan bintang kita terbakar dengan nyalanya yang mempesonakan.
Sintesis deuteron hanyalah langkah pertama transformasi termonuklear suria.
Deuteron yang baru lahir tidak lama lagi (secara purata selepas 5.7 saat) bergabung dengan proton lain. Nukleus helium ringan dan kuantum gamma sinaran elektromagnet muncul. 5.48 MeV tenaga dilepaskan.
Akhirnya, secara purata, sekali setiap juta tahun, dua nukleus helium ringan boleh menumpu dan bergabung. Kemudian nukleus helium biasa (zarah alfa) terbentuk dan dua proton dipisahkan. 12.85 MeV tenaga dilepaskan.<конвейер>Tiga peringkat ini<сгорает>tindak balas termonuklear bukan satu-satunya.<золу>Terdapat satu lagi rantaian transformasi nuklear, yang lebih pantas. Nukleus atom karbon dan nitrogen mengambil bahagian di dalamnya (tanpa dimakan). Tetapi dalam kedua-dua pilihan, zarah alfa disintesis daripada nukleus hidrogen. Secara kiasan, plasma hidrogen Matahari
, bertukar menjadi<худеет>- plasma helium. Dan semasa sintesis setiap gram plasma helium, 175 ribu kWj tenaga dilepaskan. Sebilangan besar!<горючего>Setiap saat Matahari mengeluarkan 4,1033 erg tenaga, kehilangan 4,1012 g (4 juta tan) jirim dalam berat. Tetapi jumlah jisim Matahari ialah 2,1027 tan Ini bermakna dalam sejuta tahun, terima kasih kepada sinaran, Matahari
hanya satu persepuluh juta jisimnya. Angka-angka ini dengan fasih menggambarkan keberkesanan tindak balas termonuklear dan nilai kalori gergasi tenaga suria.<зола>- hidrogen.<горючим>Pelaburan termonuklear nampaknya merupakan sumber tenaga utama untuk semua bintang.
Pada suhu dan ketumpatan dalaman yang berbeza, pelbagai jenis tindak balas berlaku. Khususnya, solar<Вселенная вчера, сегодня и завтра>).
-nukleus helium - pada 100 juta darjah ia sendiri menjadi termonuklear
. Kemudian nukleus atom yang lebih berat - karbon dan juga oksigen - boleh disintesis daripada zarah alfa.<горючего>Menurut ramai saintis, keseluruhan Metagalaxy kita secara keseluruhannya juga merupakan hasil gabungan termonuklear, yang berlaku pada suhu satu bilion darjah (lihat Seni.
<Горючего>Ke arah matahari buatan
Nilai kalori termonuklear yang luar biasa
mendorong saintis untuk mencapai pelaksanaan tiruan tindak balas pelakuran nuklear.<горючее>- Terdapat banyak isotop hidrogen di planet kita. Sebagai contoh, tritium hidrogen superberat boleh dihasilkan daripada litium logam dalam reaktor nuklear. Dan hidrogen berat - deuterium adalah sebahagian daripada air berat, yang boleh diekstrak daripada air biasa.
Masalah ini pertama kali diselesaikan dalam bom hidrogen. Isotop hidrogen di sana dinyalakan oleh letupan bom atom, yang disertai dengan pemanasan bahan hingga berpuluh-puluh juta darjah. Dalam satu versi bom hidrogen, bahan api termonuklear ialah sebatian kimia hidrogen berat dengan litium ringan - deuteride litium ringan. Serbuk putih ini, sama dengan garam meja,<воспламеняясь>daripada<спички>, yang merupakan bom atom, serta-merta meletup dan mencipta suhu ratusan juta darjah.
Untuk memulakan tindak balas termonuklear yang aman, seseorang mesti terlebih dahulu mempelajari cara memanaskan dos kecil plasma isotop hidrogen yang cukup padat kepada suhu ratusan juta darjah tanpa perkhidmatan bom atom. Masalah ini adalah salah satu yang paling sukar dalam fizik gunaan moden. Para saintis di seluruh dunia telah mengusahakannya selama bertahun-tahun.
Kami telah mengatakan bahawa ia adalah pergerakan zarah yang huru-hara yang mencipta pemanasan badan, dan tenaga purata pergerakan rawak mereka sepadan dengan suhu. Untuk memanaskan badan yang sejuk bermakna mencipta gangguan ini dalam apa jua cara.
Bayangkan dua kumpulan pelari meluru ke arah satu sama lain. Jadi mereka bertembung, bercampur aduk, remuk dan kekeliruan bermula.
Kekacauan besar!
Dengan cara yang sama, ahli fizik pada mulanya cuba mendapatkan suhu tinggi - dengan melanggar jet gas tekanan tinggi. Gas dipanaskan sehingga 10 ribu darjah. Pada satu ketika ini adalah rekod: suhu lebih tinggi daripada di permukaan Matahari.
Tetapi dengan kaedah ini, pemanasan gas yang lebih perlahan dan tidak meletup adalah mustahil, kerana gangguan haba serta-merta merebak ke semua arah, memanaskan dinding ruang eksperimen dan persekitaran. Haba yang terhasil dengan cepat meninggalkan sistem, dan mustahil untuk mengasingkannya.
Benar, plasma tidak boleh dilindungi daripada kehilangan haba oleh vesel yang diperbuat daripada bahan yang paling refraktori sekalipun. Bersentuhan dengan dinding pepejal, plasma panas serta-merta menjadi sejuk. Tetapi anda boleh cuba memegang dan memanaskan plasma dengan mencipta pengumpulannya dalam vakum supaya ia tidak menyentuh dinding ruang, tetapi tergantung dalam kekosongan, tidak menyentuh apa-apa. Di sini kita harus mengambil kesempatan daripada fakta bahawa zarah plasma tidak neutral, seperti atom gas, tetapi bercas elektrik. Oleh itu, apabila bergerak, mereka terdedah kepada daya magnet. Tugas timbul: untuk mencipta medan magnet konfigurasi khas di mana plasma panas akan digantung seolah-olah dalam beg dengan dinding yang tidak kelihatan.
Bentuk paling ringkas plasma sedemikian dicipta secara automatik apabila denyutan arus elektrik yang kuat disalurkan melalui plasma. Dalam kes ini, daya magnet teraruh di sekeliling kord plasma, yang cenderung untuk memampatkan kord.
Plasma dipisahkan dari dinding tiub pelepasan, dan pada paksi kord dalam penghancuran zarah suhu meningkat kepada 2 juta darjah.
Di negara kita, eksperimen sedemikian telah dilakukan pada tahun 1950 di bawah pimpinan ahli akademik JI. A. Artsimovich dan M. A. Leontovich.
Satu lagi arah eksperimen ialah penggunaan botol magnet, yang dicadangkan pada tahun 1952 oleh ahli fizik Soviet G.I Budker, kini seorang ahli akademik. Botol magnet diletakkan di dalam ruang gabus - ruang vakum silinder yang dilengkapi dengan penggulungan luaran, yang terkondensasi di hujung ruang. Arus yang mengalir melalui belitan mencipta medan magnet di dalam ruang. Garis medannya di bahagian tengah terletak selari dengan penjanaan silinder, dan pada hujungnya ia dimampatkan dan membentuk palam magnet. Zarah plasma disuntik ke dalam botol magnet bergulung di sekeliling garis medan dan dipantulkan dari palam. Akibatnya, plasma disimpan di dalam botol untuk beberapa lama. Sekiranya tenaga zarah plasma yang dimasukkan ke dalam botol cukup tinggi dan terdapat banyak daripadanya, ia memasuki interaksi daya yang kompleks, pergerakan yang diarahkan pada mulanya menjadi keliru, menjadi tidak teratur - suhu nukleus hidrogen meningkat kepada puluhan juta. daripada darjah.<ударами>Pemanasan tambahan dicapai oleh elektromagnet
Untuk memulakan tindak balas mampan sendiri, suhu dan ketumpatan plasma mesti ditingkatkan lagi. Ini sukar dicapai. Walau bagaimanapun, masalah itu, seperti yang diyakinkan oleh saintis, sudah pasti boleh diselesaikan.
G.B. Anfilov
Menyiarkan gambar dan memetik artikel dari laman web kami pada sumber lain dibenarkan dengan syarat pautan ke sumber dan gambar disediakan.
Mana-mana badan fizikal, termasuk semua objek di Alam Semesta, mempunyai suhu minimum atau hadnya. Titik permulaan mana-mana skala suhu dianggap sebagai nilai suhu sifar mutlak. Tetapi ini hanya dalam teori. Pergerakan huru-hara atom dan molekul, yang melepaskan tenaga mereka pada masa ini, masih belum dihentikan dalam amalan.
Inilah sebab utama mengapa suhu sifar mutlak tidak dapat dicapai. Masih terdapat perdebatan tentang akibat daripada proses ini. Dari sudut pandangan termodinamik, had ini tidak dapat dicapai, kerana pergerakan terma atom dan molekul berhenti sepenuhnya, dan kekisi kristal terbentuk.
Wakil fizik kuantum membayangkan kehadiran ayunan sifar minimum pada suhu sifar mutlak.
Apakah nilai suhu sifar mutlak dan mengapa ia tidak boleh dicapai
Pada Persidangan Agung Timbang dan Sukat, rujukan atau titik rujukan telah diwujudkan buat kali pertama untuk alat pengukur yang menentukan penunjuk suhu.
Pada masa ini, dalam Sistem Unit Antarabangsa, titik rujukan untuk skala Celsius ialah 0°C untuk pembekuan dan 100°C untuk mendidih, nilai suhu sifar mutlak adalah bersamaan dengan -273.15°C.
Menggunakan nilai suhu pada skala Kelvin mengikut Sistem Unit Antarabangsa yang sama, pendidihan air akan berlaku pada nilai rujukan 99.975 ° C, sifar mutlak adalah sama dengan 0. Pada skala Fahrenheit penunjuk sepadan dengan -459.67 darjah .
Tetapi, jika data ini diperoleh, mengapakah mustahil untuk mencapai suhu sifar mutlak dalam amalan? Sebagai perbandingan, kita boleh mengambil kelajuan cahaya yang terkenal, yang sama dengan nilai fizikal malar 1,079,252,848.8 km/j.
Walau bagaimanapun, nilai ini tidak boleh dicapai dalam amalan. Ia bergantung pada panjang gelombang penghantaran, keadaan, dan penyerapan yang diperlukan bagi sejumlah besar tenaga oleh zarah. Untuk mendapatkan nilai suhu sifar mutlak, output tenaga yang besar diperlukan dan ketiadaan sumbernya untuk menghalangnya daripada memasuki atom dan molekul.
Tetapi walaupun dalam keadaan vakum lengkap, saintis tidak dapat memperoleh sama ada kelajuan cahaya atau suhu sifar mutlak.
Mengapakah boleh mencapai lebih kurang suhu sifar, tetapi bukan sifar mutlak?
Apa yang akan berlaku apabila sains boleh hampir mencapai suhu sifar mutlak yang sangat rendah hanya kekal dalam teori termodinamik dan fizik kuantum. Apakah sebab mengapa suhu sifar mutlak tidak dapat dicapai dalam amalan.
Semua percubaan yang diketahui untuk menyejukkan bahan ke had terendah disebabkan kehilangan tenaga maksimum membawa kepada fakta bahawa kapasiti haba bahan juga mencapai nilai minimum. Molekul-molekul itu tidak lagi dapat melepaskan tenaga yang tinggal. Akibatnya, proses penyejukan berhenti tanpa mencapai sifar mutlak.
Apabila mengkaji kelakuan logam di bawah keadaan yang hampir dengan suhu sifar mutlak, saintis mendapati bahawa penurunan suhu maksimum harus mencetuskan kehilangan rintangan.
Tetapi pemberhentian pergerakan atom dan molekul hanya membawa kepada pembentukan kekisi kristal, di mana elektron yang melalui memindahkan sebahagian daripada tenaga mereka kepada atom pegun. Sekali lagi, tidak mungkin untuk mencapai sifar mutlak.
Pada tahun 2003, suhu hanya setengah bilion daripada 1°C kurang daripada sifar mutlak. Penyelidik NASA menggunakan molekul Na untuk menjalankan eksperimen, yang sentiasa berada dalam medan magnet dan mengeluarkan tenaganya.
Pencapaian terdekat dicapai oleh saintis di Universiti Yale, yang pada 2014 mencapai angka 0.0025 Kelvin. Kompaun yang terhasil, strontium monofluoride (SrF), hanya bertahan selama 2.5 saat. Dan pada akhirnya ia masih hancur menjadi atom.
Sifar mutlak sepadan dengan suhu -273.15 °C.
Adalah dipercayai bahawa sifar mutlak tidak boleh dicapai dalam amalan. Kewujudan dan kedudukannya pada skala suhu berikutan daripada ekstrapolasi fenomena fizikal yang diperhatikan, dan ekstrapolasi sedemikian menunjukkan bahawa pada sifar mutlak tenaga pergerakan terma molekul dan atom sesuatu bahan hendaklah sama dengan sifar, iaitu pergerakan zarah yang huru-hara. berhenti, dan mereka membentuk struktur yang teratur, menduduki kedudukan yang jelas dalam nod kekisi kristal. Walau bagaimanapun, sebenarnya, walaupun pada suhu sifar mutlak, pergerakan tetap zarah yang membentuk jirim akan kekal. Ayunan yang tinggal, seperti ayunan titik sifar, adalah disebabkan oleh sifat kuantum zarah dan vakum fizikal yang mengelilinginya.
Pada masa ini, dalam makmal fizikal adalah mungkin untuk memperoleh suhu melebihi sifar mutlak dengan hanya beberapa persejuta darjah; untuk mencapainya sendiri, mengikut undang-undang termodinamik, adalah mustahil.
Nota
kesusasteraan
- G. Burmin. Serangan ke atas sifar mutlak. - M.: "Kesusasteraan Kanak-kanak", 1983.
Lihat juga
Yayasan Wikimedia.
2010.:sinonim
Lihat apa "Sifar mutlak" dalam kamus lain: Suhu, asal usul suhu pada skala suhu termodinamik (lihat SKALA SUHU TERMODINAMIK). Sifar mutlak terletak 273.16 °C di bawah suhu titik tiga (lihat TITIK TRIPLE) air, yang mana ia diterima ... ...
Kamus Ensiklopedia Suhu, asal usul suhu pada skala suhu termodinamik. Sifar mutlak terletak 273.16°C di bawah suhu titik tiga air (0.01°C). Sifar mutlak pada asasnya tidak boleh dicapai, suhu hampir dicapai... ...
Ensiklopedia moden Suhu ialah titik permulaan bagi suhu pada skala suhu termodinamik. Sifar mutlak terletak pada 273.16.C di bawah suhu titik tiga air, yang mana nilainya ialah 0.01.C. Sifar mutlak pada asasnya tidak boleh dicapai (lihat... ...
Kamus Ensiklopedia Besar Suhu, menyatakan ketiadaan haba, adalah sama dengan 218° C. Kamus perkataan asing termasuk dalam bahasa Rusia. Pavlenkov F., 1907. suhu sifar mutlak (fizikal) - suhu terendah yang mungkin (273.15°C). kamus besar... ...
Kamus perkataan asing bahasa Rusia sifar mutlak - Suhu yang sangat rendah di mana pergerakan terma molekul berhenti pada skala Kelvin, sifar mutlak (0°K) sepadan dengan –273.16±0.01°C...
Kamus Geografi Kata nama, bilangan sinonim: 15 bulat sifar (8) lelaki kecil (32) goreng kecil ...
Kamus sinonim Suhu yang sangat rendah di mana pergerakan terma molekul berhenti. Tekanan dan isipadu gas ideal, menurut hukum Boyle-Mariotte, menjadi sama dengan sifar, dan permulaan suhu mutlak pada skala Kelvin diambil sebagai... ...
Kamus perkataan asing bahasa Rusia kamus ekologi - - [A.S. Goldberg. Kamus tenaga Inggeris-Rusia. 2006] Topik tenaga secara umum EN titik sifar ...
Panduan Penterjemah Teknikal Permulaan rujukan suhu mutlak. Sepadan dengan 273.16° C. Pada masa ini, dalam makmal fizikal adalah mungkin untuk memperoleh suhu yang melebihi sifar mutlak hanya dengan beberapa persejuta darjah, dan untuk mencapainya, mengikut undang-undang... ...
Kamus perkataan asing bahasa Rusia- absoliutusis nulis status sebagai T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau vandens trigubojo taško. Tai 273.16 °C, 459.69 °F arba 0 K temperatūra. atitikmenys: engl.… … Penkiakalbis aiškinamasi metrologijos terminų žodynas
Kamus perkataan asing bahasa Rusia- absoliutusis nulis status sebagai T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273.16 °C). atitikmenys: engl. sifar mutlak rus. sifar mutlak... Chemijos terminų aiškinamasi žodynas