Joto la sifuri kabisa

Joto la kuzuia ambayo kiasi cha gesi bora inakuwa sawa na sifuri inachukuliwa kama joto la sifuri kabisa.

Hebu tutafute thamani ya sufuri kabisa kwenye mizani ya Selsiasi.
Kusawazisha kiasi V katika fomula (3.1) sifuri na kwa kuzingatia hilo

.

Kwa hivyo joto la sifuri kabisa ni

t= -273 °C. 2

Hii ni joto kali, la chini kabisa katika asili, kwamba "kiwango kikubwa au cha mwisho cha baridi", kuwepo kwa ambayo Lomonosov alitabiri.

Viwango vya juu zaidi vya joto duniani—mamia ya mamilioni ya nyuzi joto—hupatikana wakati wa milipuko ya mabomu ya nyuklia. Hata joto la juu zaidi ni la kawaida kwa maeneo ya ndani ya nyota fulani.

2Thamani sahihi zaidi ya sufuri kabisa: -273.15 °C.

Kiwango cha Kelvin

Mwanasayansi wa Kiingereza W. Kelvin alianzisha kiwango kamili joto Joto la sifuri kwenye mizani ya Kelvin inalingana na sifuri kabisa, na kitengo cha joto kwenye kiwango hiki ni sawa na digrii kwenye kiwango cha Celsius, kwa hivyo halijoto kamili. T inahusiana na halijoto kwenye mizani ya Celsius kwa fomula

T = t + 273. (3.2)

Katika Mtini. 3.2 inaonyesha kipimo kamili na kipimo cha Celsius kwa kulinganisha.

Kitengo cha SI cha joto kabisa kinaitwa kelvin(iliyofupishwa kama K). Kwa hivyo, digrii moja kwenye mizani ya Selsiasi ni sawa na digrii moja kwenye mizani ya Kelvin:

Kwa hivyo, halijoto kamili, kulingana na ufafanuzi uliotolewa na fomula (3.2), ni kiasi kinachotokana na halijoto ya Selsiasi na thamani iliyoamuliwa kwa majaribio ya a.

Msomaji: Je, halijoto kamili ina maana gani ya kimwili?

Wacha tuandike usemi (3.1) kwa fomu

.

Ikizingatiwa kuwa halijoto kwenye mizani ya Kelvin inahusiana na halijoto kwenye mizani ya Selsiasi kwa uhusiano T = t + 273, tunapata

Wapi T 0 = 273 K, au

Kwa kuwa uhusiano huu ni halali kwa joto la kiholela T, basi sheria ya Gay-Lussac inaweza kutengenezwa kama ifuatavyo:

Kwa wingi fulani wa gesi kwa p = const uhusiano ufuatao unashikilia:

Kazi 3.1. Kwa joto T 1 = 300 K kiasi cha gesi V 1 = 5.0 l. Kuamua kiasi cha gesi kwa shinikizo sawa na joto T= 400 K.

SIMAMA! Amua mwenyewe: A1, B6, C2.

Tatizo 3.2. Wakati wa kupokanzwa kwa isobaric, kiasi cha hewa kiliongezeka kwa 1%. Joto kamili liliongezeka kwa asilimia ngapi?

= 0,01.

Jibu: 1 %.

Hebu tukumbuke formula inayosababisha

SIMAMA! Amua mwenyewe: A2, A3, B1, B5.

Sheria ya Charles

Mwanasayansi wa Kifaransa Charles alithibitisha kwa majaribio kwamba ikiwa gesi inapokanzwa ili kiasi chake kibaki mara kwa mara, shinikizo la gesi litaongezeka. Utegemezi wa shinikizo kwenye joto una fomu:

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

Wapi R(t) - shinikizo kwenye joto t°C; R 0 - shinikizo saa 0 ° C; b ni mgawo wa joto wa shinikizo, ambayo ni sawa kwa gesi zote: 1/K.

Msomaji: Kwa kushangaza, mgawo wa joto wa shinikizo b ni sawa kabisa na mgawo wa joto wa upanuzi wa volumetric a!

Hebu tuchukue molekuli fulani ya gesi na kiasi V 0 kwa joto T 0 na shinikizo R 0 . Kwa mara ya kwanza, kudumisha shinikizo la gesi mara kwa mara, tunapasha joto kwa joto T 1 . Kisha gesi itakuwa na kiasi V 1 = V 0 (1 + a t) na shinikizo R 0 .

Mara ya pili, kudumisha kiasi cha gesi mara kwa mara, tunapasha joto kwa joto sawa T 1 . Kisha gesi itakuwa na shinikizo R 1 = R 0 (1 + b t) na kiasi V 0 .

Kwa kuwa katika hali zote mbili joto la gesi ni sawa, sheria ya Boyle–Mariotte ni halali:

uk 0 V 1 = uk 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.

Kwa hivyo haishangazi kuwa a = b, hapana!

Hebu tuandike upya sheria ya Charles katika fomu

.

Kwa kuzingatia hilo T = t° С + 273 ° С, T 0 = 273 ° C, tunapata

SIFURI KABISA

SIFURI KABISA, hali ya joto ambayo vipengele vyote vya mfumo vina kiwango cha chini cha nishati kinachoruhusiwa na sheria za QUANTUM MECHANICS; sufuri kwenye kipimo cha halijoto cha Kelvin, au -273.15°C (-459.67° Fahrenheit). Kwa joto hili, entropy ya mfumo - kiasi cha nishati inayopatikana kufanya kazi muhimu - pia ni sifuri, ingawa jumla ya nishati ya mfumo inaweza kuwa isiyo ya sifuri.

Kamusi ya ensaiklopidia ya kisayansi na kiufundi.

Tazama "SIFURI KABISA" ni nini katika kamusi zingine:

Joto ni kikomo cha chini cha joto ambacho mwili wa kawaida unaweza kuwa nao. Sufuri kabisa hutumika kama kianzio cha kipimo kamili cha halijoto, kama vile mizani ya Kelvin. Kwa kipimo cha Selsiasi, sufuri kabisa inalingana na halijoto ya -273 ... Wikipedia

JOTO SIFURI KABISA- mwanzo wa kiwango cha joto cha thermodynamic; iko kwenye 273.16 K (Kelvin) chini (tazama) maji, i.e. sawa na 273.16°C (Celsius). Sufuri kabisa ndio halijoto ya chini kabisa asilia na haiwezi kufikiwa... Encyclopedia kubwa ya Polytechnic

Hiki ndicho kikomo cha chini cha joto ambacho mwili wa kimwili unaweza kuwa nao. Sufuri kabisa hutumika kama kianzio cha kipimo kamili cha halijoto, kama vile mizani ya Kelvin. Katika kipimo cha Selsiasi, sufuri kabisa inalingana na halijoto ya -273.15 °C.... ... Wikipedia

Joto la sifuri kabisa ni kikomo cha chini cha joto ambacho mwili wa kawaida unaweza kuwa nao. Sufuri kabisa hutumika kama kianzio cha kipimo kamili cha halijoto, kama vile mizani ya Kelvin. Kwa kipimo cha Celsius, sufuri kabisa inalingana na... ... Wikipedia

Razg. Imepuuzwa Mtu asiye na maana, asiye na maana. FRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

sufuri- sifuri kabisa ... Kamusi ya Nahau za Kirusi

Nomino ya sifuri na sifuri, m., imetumika. kulinganisha mara nyingi Mofolojia: (hapana) nini? sifuri na sifuri, kwa nini? sifuri na sifuri, (tazama) nini? sifuri na sifuri, je! sifuri na sifuri, vipi kuhusu? kuhusu sifuri, sifuri; PL. Nini? zero na sufuri, (hapana) nini? zero na sufuri, kwa nini? sufuri na sufuri, (naona)…… Kamusi ya ufafanuzi ya Dmitriev

Sufuri kabisa (sifuri). Razg. Imepuuzwa Mtu asiye na maana, asiye na maana. FRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 V sifuri. 1. Jarg. wanasema Utani. chuma. Kuhusu ulevi mkali. Yuganovs, 471; Vakhitov 2003, 22. 2. Zharg. muziki Hasa, kwa mujibu kamili ... ... Kamusi kubwa ya maneno ya Kirusi

kabisa- upuuzi mtupu, mamlaka kamili, kutokuwa na dosari kabisa, machafuko kabisa, hadithi za uwongo, kinga kamili, kiongozi kamili, kiwango cha chini kabisa, mtawala kamili, maadili kamili, sufuri kabisa… Kamusi ya Nahau za Kirusi

Vitabu

• Sufuri kabisa, Pavel kabisa. Maisha ya ubunifu wote wa mwanasayansi mwendawazimu wa mbio za Nes ni mafupi sana. Lakini jaribio linalofuata lina nafasi ya kuwepo. Nini kinamngoja mbele yake?...

Wakati ripoti ya hali ya hewa inatabiri joto karibu na sifuri, hupaswi kwenda kwenye rink ya skating: barafu itayeyuka. Kiwango cha kuyeyuka kwa barafu huchukuliwa kuwa nyuzi joto sifuri, kiwango cha joto kinachojulikana zaidi.
Tunafahamu sana viwango hasi vya digrii Celsius - digrii<ниже нуля>, digrii za baridi. Joto la chini kabisa Duniani lilirekodiwa katika Antaktika: -88.3°C. Hata joto la chini linawezekana nje ya Dunia: juu ya uso wa Mwezi usiku wa manane wa mwezi inaweza kufikia -160 ° C.
Lakini joto la chini kiholela haliwezi kuwepo popote. Joto la chini sana - sifuri kabisa - inalingana na - 273.16 ° kwenye mizani ya Selsiasi.
Kiwango kamili cha halijoto, kipimo cha Kelvin, kinatokana na sifuri kabisa. Barafu huyeyuka kwa 273.16 ° Kelvin, na maji huchemka kwa 373.16 ° K. Hivyo, digrii K ni sawa na digrii C. Lakini kwa kiwango cha Kelvin, joto zote ni chanya.
Kwa nini 0°K ndio kikomo cha baridi?
Joto ni mwendo wa machafuko wa atomi na molekuli za dutu. Wakati dutu imepozwa, nishati ya joto huondolewa kutoka humo, na harakati ya random ya chembe ni dhaifu. Hatimaye, na baridi kali, joto<пляска>chembe karibu kuacha kabisa. Atomu na molekuli zinaweza kuganda kabisa kwenye halijoto ambayo inachukuliwa kuwa sufuri kabisa. Kwa mujibu wa kanuni za mechanics ya quantum, kwa sifuri kabisa itakuwa mwendo wa joto wa chembe ambazo zingekoma, lakini chembe zenyewe haziwezi kufungia, kwani haziwezi kupumzika kabisa. Kwa hivyo, kwa sifuri kabisa, chembe lazima bado zihifadhi aina fulani ya mwendo, unaoitwa mwendo wa sifuri.

Walakini, kupoza dutu kwa joto chini ya sifuri kabisa ni wazo lisilo na maana kama, tuseme, nia.<идти медленнее, чем стоять на месте>.

Kwa kuongezea, hata kufikia sifuri kabisa ni karibu haiwezekani. Unaweza tu kumkaribia. Kwa sababu kwa vyovyote huwezi kuondoa kabisa nishati yote ya joto kutoka kwa dutu. Baadhi ya nishati ya joto hubakia kwenye baridi kali zaidi.
Je, unawezaje kufikia halijoto ya chini kabisa?
Kufungia dutu ni ngumu zaidi kuliko inapokanzwa. Hii inaweza kuonekana hata kutokana na kulinganisha kwa muundo wa jiko na jokofu.
Katika friji nyingi za kaya na viwanda, joto huondolewa kutokana na uvukizi wa kioevu maalum - freon, ambayo huzunguka kupitia zilizopo za chuma. Siri ni kwamba freon inaweza kubaki katika hali ya kioevu tu kwa joto la chini la kutosha. Katika chumba cha friji, kutokana na joto la chumba, huwaka na kuchemsha, na kugeuka kuwa mvuke. Lakini mvuke hukandamizwa na compressor, kioevu na huingia kwenye evaporator, ikijaza upotevu wa freon evaporated. Nishati hutumiwa kuendesha compressor.
Katika vifaa vya baridi vya kina, carrier wa baridi ni kioevu ultra-baridi - heliamu kioevu. Haina rangi, nyepesi (mara 8 nyepesi kuliko maji), inachemka chini ya shinikizo la angahewa 4.2°K, na katika ombwe la 0.7°K. Joto la chini zaidi hutolewa na isotopu nyepesi ya heliamu: 0.3°K.
Kuweka friji ya heliamu ya kudumu ni vigumu sana. Utafiti unafanywa tu katika bafu na heliamu ya kioevu. Na ili kuyeyusha gesi hii, wanafizikia hutumia mbinu tofauti. Kwa mfano, heliamu iliyopozwa kabla na iliyoshinikizwa hupanuliwa, iliyotolewa kupitia shimo nyembamba kwenye chumba cha utupu. Wakati huo huo, joto hupungua zaidi na baadhi ya gesi hugeuka kuwa kioevu. Ni ufanisi zaidi sio tu kupanua gesi iliyopozwa, lakini pia kulazimisha kufanya kazi - kusonga pistoni.
Heliamu ya kioevu inayotokana huhifadhiwa katika thermoses maalum - Flasks za Dewar. Gharama ya kioevu hiki baridi sana (moja pekee ambayo haina kufungia kwa sifuri kabisa) inageuka kuwa ya juu kabisa. Walakini, heliamu ya kioevu hutumiwa zaidi na zaidi siku hizi, sio tu katika sayansi, bali pia katika vifaa anuwai vya kiufundi.
Joto la chini kabisa lilipatikana kwa njia tofauti. Inabadilika kuwa molekuli za chumvi zingine, kwa mfano chromium alum ya potasiamu, zinaweza kuzunguka pamoja na mistari ya nguvu ya sumaku. Chumvi hii hupozwa awali na heliamu kioevu hadi 1°K na kuwekwa kwenye uga wenye nguvu wa sumaku. Katika kesi hiyo, molekuli huzunguka pamoja na mistari ya nguvu, na joto iliyotolewa huchukuliwa na heliamu ya kioevu. Kisha shamba la sumaku limeondolewa kwa ghafla, molekuli tena hugeuka kwa njia tofauti, na hutumiwa

Kazi hii inasababisha baridi zaidi ya chumvi. Hivi ndivyo tulivyopata joto la 0.001 ° K. Kutumia njia sawa kwa kanuni, kwa kutumia vitu vingine, tunaweza kupata joto la chini hata.
Joto la chini kabisa lililopatikana hadi sasa Duniani ni 0.00001° K.

Umiminiko mwingi

Dutu iliyogandishwa hadi joto la chini kabisa katika bafu za heliamu kioevu hubadilika dhahiri. Mpira inakuwa brittle, risasi inakuwa ngumu kama chuma na elastic, aloi nyingi huongeza nguvu.

Heliamu ya kioevu yenyewe hutenda kwa njia ya kipekee. Kwa joto la chini ya 2.2 ° K, hupata mali isiyo ya kawaida kwa vinywaji vya kawaida - superfluidity: baadhi yake hupoteza kabisa mnato na inapita kupitia nyufa nyembamba bila msuguano wowote.
Jambo hili liligunduliwa mwaka wa 1937 na mwanafizikia wa Soviet Academician P. JI. Kapitsa, kisha ilielezwa na Academician JI. D. Landau.
Inabadilika kuwa kwa joto la chini sana sheria za quantum za tabia ya jambo huanza kuwa na athari inayoonekana. Kama moja ya sheria hizi inahitaji, nishati inaweza kuhamishwa kutoka kwa mwili hadi kwa mwili tu katika sehemu zilizoainishwa vizuri - quanta. Kuna kiasi kidogo cha joto katika heliamu ya kioevu hivi kwamba haitoshi kwa atomi zote. Sehemu ya kioevu, isiyo na quanta ya joto, inabaki kana kwamba iko kwenye joto la sifuri kabisa; atomi zake hazishiriki kabisa katika mwendo wa joto wa nasibu na haziingiliani kwa njia yoyote na kuta za chombo. Sehemu hii (iliitwa helium-H) ina unyevu kupita kiasi. Halijoto inapopungua, heliamu-P huongezeka zaidi na zaidi, na kwa sufuri kabisa heliamu yote inaweza kugeuka kuwa heliamu-H.
Superfluidity sasa imejifunza kwa undani sana na hata imepata matumizi muhimu ya vitendo: kwa msaada wake inawezekana kutenganisha isotopu za heliamu.

Superconductivity

Karibu na sifuri kabisa, mabadiliko ya kuvutia sana hutokea katika mali ya umeme ya vifaa vingine.
Mnamo 1911, mwanafizikia wa Uholanzi Kamerlingh Onnes alifanya ugunduzi usiyotarajiwa: ikawa kwamba kwa joto la 4.12 ° K, upinzani wa umeme katika zebaki hupotea kabisa. Mercury inakuwa superconductor. Mkondo wa umeme unaoingizwa kwenye pete ya superconducting haufi na unaweza kutiririka karibu milele.
Juu ya pete kama hiyo, mpira wa superconducting utaelea angani na sio kuanguka, kama hadithi ya hadithi.<гроб Магомета>, kwa sababu mvuto wake ni fidia na repulsion magnetic kati ya pete na mpira. Baada ya yote, sasa inayoendelea kwenye pete itaunda uwanja wa sumaku, na, kwa upande wake, itasababisha mkondo wa umeme kwenye mpira na kwa hiyo uwanja wa sumaku ulioelekezwa kinyume.
Mbali na zebaki, bati, risasi, zinki, na alumini zina superconductivity karibu na sufuri kabisa. Mali hii imepatikana katika vipengele 23 na aloi zaidi ya mia tofauti na misombo mingine ya kemikali.
Joto ambalo halijoto kubwa huonekana (joto muhimu) hufunika anuwai pana - kutoka 0.35 ° K (hafnium) hadi 18 ° K (aloi ya niobium-tin).
Hali ya superconductivity, kama super-
fluidity imechunguzwa kwa kina. Utegemezi wa joto muhimu juu ya muundo wa ndani wa vifaa na uwanja wa nje wa sumaku ulipatikana. Nadharia ya kina ya superconductivity ilitengenezwa (mchango muhimu ulitolewa na mwanasayansi wa Soviet Academician N. N. Bogolyubov).
Kiini cha jambo hili la kushangaza ni tena quantum tu. Kwa joto la chini kabisa, elektroni huingia

superconductor huunda mfumo wa chembe zilizounganishwa kwa pande mbili ambazo haziwezi kutoa nishati kwenye kimiani ya fuwele au kiasi cha nishati inayopoteza inapokanzwa. Jozi za elektroni husogea kana kwamba<танцуя>, kati<прутьями решетки>- ioni na kuzipita bila migongano na uhamishaji wa nishati.
Superconductivity inazidi kutumika katika teknolojia.
Kwa mfano, solenoids superconducting hutumiwa katika mazoezi - coils ya superconductor immersed katika heliamu kioevu. Mara baada ya kuanzishwa kwa sasa na, kwa hiyo, shamba la magnetic linaweza kuhifadhiwa ndani yao kwa muda mrefu kama unavyotaka. Inaweza kufikia ukubwa mkubwa - zaidi ya 100,000 oersted. Katika siku zijazo, vifaa vya nguvu vya juu vya viwanda bila shaka vitaonekana - motors za umeme, sumaku za umeme, nk.
Katika vifaa vya elektroniki vya redio, amplifiers nyeti zaidi na jenereta za mawimbi ya umeme, ambayo hufanya kazi vizuri katika bafu na heliamu ya kioevu, huanza kuchukua jukumu kubwa - huko ndani.<шумы>vifaa. Katika teknolojia ya kompyuta ya elektroniki, mustakabali mzuri umeahidiwa kwa swichi zenye nguvu ya chini - cryotrons (angalia Art.<Пути электроники>).
Si vigumu kufikiria jinsi inavyojaribu kuendeleza uendeshaji wa vifaa vile katika eneo la joto la juu, linaloweza kupatikana zaidi. Hivi karibuni, matumaini ya kuunda superconductors ya filamu ya polymer imegunduliwa. Hali ya pekee ya conductivity ya umeme katika nyenzo hizo huahidi fursa nzuri ya kudumisha superconductivity hata kwa joto la kawaida. Wanasayansi wanaendelea kutafuta njia za kutambua tumaini hili.

Katika kina cha nyota

Na sasa hebu tuangalie katika ulimwengu wa kitu cha moto zaidi duniani - ndani ya kina cha nyota. Ambapo joto hufikia mamilioni ya digrii.
Mwendo wa joto wa nasibu katika nyota ni mkali sana hivi kwamba atomi nzima haziwezi kuwepo hapo: zinaharibiwa katika migongano isiyohesabika.
Dutu ambayo ni moto sana haiwezi kuwa ngumu, au kioevu, au gesi. Iko katika hali ya plasma, i.e. mchanganyiko wa chaji ya umeme<осколков>atomi - viini vya atomiki na elektroni.
Plasma ni hali ya kipekee ya maada. Kwa kuwa chembe zake ni chaji ya umeme, ni nyeti kwa nguvu za umeme na sumaku. Kwa hiyo, ukaribu wa karibu wa nuclei mbili za atomiki (zinabeba malipo mazuri) ni jambo la kawaida. Katika hali ya msongamano wa juu na halijoto kubwa pekee ndipo viini vya atomiki vinavyogongana vinavyoweza kukaribiana. Kisha athari za nyuklia hufanyika - chanzo cha nishati kwa nyota.
Nyota ya karibu zaidi kwetu, Jua, ina plasma ya hidrojeni, ambayo huwashwa ndani ya matumbo ya nyota hadi digrii milioni 10. Chini ya hali kama hizi, kukutana kwa karibu kwa viini vya hidrojeni haraka - protoni, ingawa ni nadra, hufanyika. Wakati mwingine protoni zinazokaribia huingiliana: baada ya kushinda kurudisha nyuma umeme, huanguka kwa nguvu ya nguvu kubwa za nyuklia za kivutio, haraka.<падают>juu ya kila mmoja na kuunganisha. Hapa urekebishaji wa papo hapo hutokea: badala ya protoni mbili, deuteron (kiini cha isotopu ya hidrojeni nzito), positron na neutrino huonekana. Nishati iliyotolewa ni volti milioni 0.46 za elektroni (MeV).
Kila protoni ya jua inaweza kuingia katika athari kama hiyo kwa wastani mara moja kila miaka bilioni 14. Lakini kuna protoni nyingi sana kwenye matumbo ya mwanga kwamba hapa na pale tukio hili lisilowezekana hutokea - na nyota yetu inawaka na mwali wake sawa, unaoangaza.
Mchanganyiko wa deuterons ni hatua ya kwanza tu ya mabadiliko ya thermonuclear ya jua. Deuteron aliyezaliwa hivi karibuni (kwa wastani baada ya sekunde 5.7) huchanganyika na protoni nyingine. Nucleus ya heliamu nyepesi na gamma quantum ya mionzi ya umeme huonekana. 5.48 MeV ya nishati imetolewa.
Hatimaye, kwa wastani, mara moja kila baada ya miaka milioni, nuklei mbili za heliamu nyepesi zinaweza kuungana na kuunganishwa. Kisha kiini cha heliamu ya kawaida (chembe ya alpha) huundwa na protoni mbili zinagawanyika. 12.85 MeV ya nishati imetolewa.
Hatua tatu hii<конвейер>athari za nyuklia sio pekee. Kuna mlolongo mwingine wa mabadiliko ya nyuklia, ya haraka zaidi. Viini vya atomiki vya kaboni na nitrojeni hushiriki ndani yake (bila kuliwa). Lakini katika chaguzi zote mbili, chembe za alpha zinaunganishwa kutoka kwa viini vya hidrojeni. Kwa kusema kwa mfano, plasma ya hidrojeni ya Jua<сгорает>, kugeuka kuwa<золу>- plasma ya heliamu. Na wakati wa awali ya kila gramu ya plasma ya heliamu, 175,000 kWh ya nishati hutolewa. Kiasi kikubwa!
Kila sekunde Jua hutoa nishati 4,1033, na kupoteza uzito wa 4,1012 g (tani milioni 4) za maada. Lakini jumla ya wingi wa Jua ni tani 2,1027. Hii ina maana kwamba katika miaka milioni, shukrani kwa mionzi, Jua.<худеет>moja tu ya milioni kumi ya wingi wake. Takwimu hizi zinaonyesha kwa ufasaha ufanisi wa athari za nyuklia na thamani kubwa ya kalori ya nishati ya jua.<горючего>- hidrojeni.
Mchanganyiko wa thermonuclear inaonekana ndio chanzo kikuu cha nishati kwa nyota zote. Kwa joto tofauti na msongamano wa mambo ya ndani ya nyota, aina tofauti za athari hutokea. Hasa, jua<зола>-heliamu nuclei - kwa digrii milioni 100 yenyewe inakuwa thermonuclear<горючим>. Kisha hata viini vizito vya atomiki - kaboni na hata oksijeni - vinaweza kuunganishwa kutoka kwa chembe za alpha.
Kulingana na wanasayansi wengi, Metagalaksi yetu yote kwa ujumla pia ni tunda la muunganisho wa nyuklia, ambao ulifanyika kwa joto la digrii bilioni (ona Art.<Вселенная вчера, сегодня и завтра>).

Kuelekea jua bandia

Thamani ya ajabu ya kaloriki ya thermonuclear<горючего>iliwahimiza wanasayansi kufikia utekelezaji bandia wa athari za muunganisho wa nyuklia.
<Горючего>- Kuna isotopu nyingi za hidrojeni kwenye sayari yetu. Kwa mfano, tritium ya hidrojeni nzito zaidi inaweza kuzalishwa kutoka kwa lithiamu ya chuma katika vinu vya nyuklia. Na hidrojeni nzito - deuterium ni sehemu ya maji nzito, ambayo inaweza kutolewa kutoka kwa maji ya kawaida.
Hidrojeni nzito inayotolewa kutoka kwa glasi mbili za maji ya kawaida inaweza kutoa nishati nyingi katika kinulia cha nyuklia kama inavyotolewa sasa kwa kuchoma pipa la petroli ya hali ya juu.
Ugumu ni preheat<горючее>kwa halijoto ambayo inaweza kuwaka kwa moto wenye nguvu wa nyuklia.
Tatizo hili lilitatuliwa kwanza katika bomu ya hidrojeni. Isotopu za hidrojeni huko huwashwa na mlipuko wa bomu la atomiki, ambalo linaambatana na joto la dutu hii hadi makumi ya mamilioni ya digrii. Katika moja ya matoleo ya bomu ya hidrojeni, mafuta ya thermonuclear ni kiwanja cha kemikali cha hidrojeni nzito na lithiamu nyepesi - lithiamu deuteride nyepesi. Poda hii nyeupe, sawa na chumvi ya meza,<воспламеняясь>kutoka<спички>, ambayo ni bomu la atomiki, hulipuka papo hapo na kuunda halijoto ya mamia ya mamilioni ya digrii.
Ili kuanzisha mmenyuko wa amani wa nyuklia, ni lazima kwanza mtu ajifunze jinsi ya kupasha joto dozi ndogo za plasma ya isotopu za hidrojeni zenye kutosha kwa joto la mamia ya mamilioni ya digrii bila huduma za bomu la atomiki. Tatizo hili ni mojawapo ya magumu zaidi katika fizikia ya kisasa inayotumika. Wanasayansi kote ulimwenguni wamekuwa wakifanya kazi juu yake kwa miaka mingi.
Tayari tumesema kuwa ni harakati ya machafuko ya chembe zinazounda joto la miili, na nishati ya wastani ya harakati zao za random inafanana na joto. Ili joto mwili wa baridi ina maana ya kuunda ugonjwa huu kwa njia yoyote.
Fikiria vikundi viwili vya wakimbiaji wakikimbilia kila mmoja. Kwa hivyo waligongana, wakachanganyikiwa, kuponda na kuchanganyikiwa kulianza. Fujo kubwa!
Vivyo hivyo, wanafizikia hapo awali walijaribu kupata joto la juu - kwa kugongana na jeti za gesi zenye shinikizo kubwa. Gesi hiyo iliwaka hadi digrii 10 elfu. Wakati mmoja hii ilikuwa rekodi: joto lilikuwa kubwa zaidi kuliko juu ya uso wa Jua.
Lakini kwa njia hii, zaidi, inapokanzwa polepole, isiyo ya kulipuka ya gesi haiwezekani, kwani shida ya joto huenea mara moja kwa pande zote, ikipasha joto kuta za chumba cha majaribio na mazingira. Joto linalosababisha haraka huacha mfumo, na haiwezekani kuitenga.
Ikiwa jets za gesi zinabadilishwa na mtiririko wa plasma, tatizo la insulation ya mafuta inabakia kuwa ngumu sana, lakini pia kuna matumaini ya ufumbuzi wake.
Kweli, plasma haiwezi kulindwa kutokana na upotezaji wa joto na vyombo vilivyotengenezwa na hata dutu ya kinzani zaidi. Katika kuwasiliana na kuta imara, plasma ya moto hupungua mara moja. Lakini unaweza kujaribu kushikilia na joto plasma kwa kuunda mkusanyiko wake katika utupu ili usigusa kuta za chumba, lakini hutegemea utupu, bila kugusa chochote. Hapa tunapaswa kuchukua fursa ya ukweli kwamba chembe za plasma hazina upande wowote, kama atomi za gesi, lakini zina chaji ya umeme. Kwa hiyo, wakati wa kusonga, wanakabiliwa na nguvu za magnetic. Kazi inatokea: kuunda uwanja wa sumaku wa usanidi maalum ambao plasma ya moto ingening'inia kama kwenye begi iliyo na kuta zisizoonekana.
Aina rahisi zaidi ya plasma hiyo huundwa moja kwa moja wakati mapigo yenye nguvu ya sasa ya umeme yanapitishwa kupitia plasma. Katika kesi hiyo, nguvu za magnetic zinaingizwa karibu na kamba ya plasma, ambayo huwa na compress kamba. Plasma imetenganishwa na kuta za bomba la kutokwa, na kwenye mhimili wa kamba katika kuponda kwa chembe joto huongezeka hadi digrii milioni 2.
Katika nchi yetu, majaribio kama haya yalifanywa nyuma mnamo 1950 chini ya uongozi wa wasomi JI. A. Artsimovich na M. A. Leontovich.
Mwelekeo mwingine wa majaribio ni matumizi ya chupa ya sumaku, iliyopendekezwa mnamo 1952 na mwanafizikia wa Soviet G.I. Budker, ambaye sasa ni msomi. Chupa ya sumaku imewekwa kwenye chumba cha cork - chumba cha utupu cha cylindrical kilicho na upepo wa nje, ambao hupunguzwa kwenye ncha za chumba. Ya sasa inapita kwa njia ya vilima inajenga shamba la magnetic katika chumba. Mistari yake ya shamba katika sehemu ya kati iko sambamba na jenereta za silinda, na mwisho wao ni compressed na kuunda plugs magnetic. Chembe za plasma hudungwa katika curl ya chupa ya sumaku karibu na mistari ya shamba na huonyeshwa kutoka kwenye plugs. Matokeo yake, plasma huhifadhiwa ndani ya chupa kwa muda. Ikiwa nishati ya chembe za plasma zilizoletwa ndani ya chupa ni za kutosha na zipo za kutosha, huingia katika mwingiliano wa nguvu ngumu, harakati zao zilizoamriwa hapo awali huchanganyikiwa, huharibika - joto la viini vya hidrojeni huongezeka hadi makumi ya mamilioni ya digrii.
Kupokanzwa kwa ziada kunapatikana kwa umeme<ударами>kwa plazima, mgandamizo wa uwanja wa sumaku, n.k. Sasa plazima ya viini vizito vya hidrojeni huwashwa hadi mamia ya mamilioni ya digrii. Kweli, hii inaweza kufanyika ama kwa muda mfupi au kwa wiani mdogo wa plasma.
Ili kuanzisha mmenyuko wa kujitegemea, joto na wiani wa plasma lazima ziongezwe zaidi. Hii ni vigumu kufikia. Hata hivyo, tatizo hilo, kama wanasayansi wanavyosadikishwa, bila shaka linaweza kutatuliwa.

G.B. Anfilov

Kuchapisha picha na vifungu vya kunukuu kutoka kwa wavuti yetu kwenye nyenzo zingine kunaruhusiwa mradi kiungo cha chanzo na picha kimetolewa.

Mwili wowote wa kimwili, ikiwa ni pamoja na vitu vyote katika Ulimwengu, una kiwango cha chini cha joto au kikomo chake. Hatua ya mwanzo ya kiwango chochote cha joto inachukuliwa kuwa thamani ya joto la sifuri kabisa. Lakini hii ni katika nadharia tu. Harakati ya machafuko ya atomi na molekuli, ambayo hutoa nishati yao kwa wakati huu, bado haijasimamishwa katika mazoezi.

Hii ndiyo sababu kuu kwa nini halijoto ya sifuri kabisa haiwezi kufikiwa. Bado kuna mijadala kuhusu matokeo ya mchakato huu. Kutoka kwa mtazamo wa thermodynamics, kikomo hiki haipatikani, kwani harakati ya joto ya atomi na molekuli huacha kabisa, na latiti ya kioo huundwa.

Wawakilishi wa fizikia ya quantum wanafikiria uwepo wa oscillations ya chini ya sifuri kwa joto la sifuri kabisa.

Ni thamani gani ya joto la sifuri kabisa na kwa nini haiwezi kupatikana

Katika Mkutano Mkuu wa Uzito na Vipimo, rejeleo au sehemu ya kumbukumbu ilianzishwa kwa mara ya kwanza kwa vyombo vya kupimia vinavyoamua viashiria vya joto.

Hivi sasa, katika Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo, hatua ya kumbukumbu kwa kiwango cha Celsius ni 0 ° C kwa kufungia na 100 ° C kwa kuchemsha, thamani ya joto la sifuri kabisa ni sawa na -273.15 ° C.

Kutumia viwango vya joto kwenye kiwango cha Kelvin kulingana na Mfumo huo wa Kimataifa wa Vitengo, kuchemsha kwa maji kutatokea kwa thamani ya kumbukumbu ya 99.975 ° C, sifuri kabisa ni sawa na 0. Kwa kiwango cha Fahrenheit kiashiria kinalingana na digrii -459.67. .

Lakini, ikiwa data hizi zinapatikana, kwa nini basi haiwezekani kufikia joto la sifuri kabisa katika mazoezi? Kwa kulinganisha, tunaweza kuchukua kasi inayojulikana ya mwanga, ambayo ni sawa na thamani ya kimwili ya mara kwa mara ya 1,079,252,848.8 km / h.

Hata hivyo, thamani hii haiwezi kupatikana katika mazoezi. Inategemea urefu wa wimbi la maambukizi, hali, na unyonyaji unaohitajika wa kiasi kikubwa cha nishati na chembe. Ili kupata thamani ya joto la sifuri kabisa, pato kubwa la nishati inahitajika na kutokuwepo kwa vyanzo vyake ili kuizuia kuingia kwenye atomi na molekuli.

Lakini hata katika hali ya utupu kamili, wanasayansi hawakuweza kupata kasi ya mwanga au joto la sifuri kabisa.

Kwa nini inawezekana kufikia takriban joto la sifuri, lakini si sifuri kabisa?

Nini kitatokea wakati sayansi inaweza kuja karibu na kufikia joto la chini sana la sifuri kabisa inabaki tu katika nadharia ya thermodynamics na fizikia ya quantum. Ni sababu gani kwa nini joto la sifuri kabisa haliwezi kupatikana katika mazoezi.

Majaribio yote yanayojulikana ya kupoza dutu hadi kikomo cha chini kabisa kutokana na upotezaji wa juu wa nishati ilisababisha ukweli kwamba uwezo wa joto wa dutu hii pia ulifikia thamani ya chini. Molekuli hazikuweza tena kutoa nishati iliyobaki. Matokeo yake, mchakato wa baridi ulisimama bila kufikia sifuri kabisa.

Wakati wa kusoma tabia ya metali chini ya hali karibu na joto la sifuri kabisa, wanasayansi waligundua kuwa kupungua kwa kiwango cha joto kunapaswa kusababisha upotezaji wa upinzani.

Lakini kusitishwa kwa harakati za atomi na molekuli kulisababisha tu kuundwa kwa kimiani ya kioo, ambayo elektroni zinazopita zilihamisha sehemu ya nishati yao kwa atomi za stationary. Tena, haikuwezekana kufikia sifuri kabisa.

Mnamo 2003, halijoto ilikuwa nusu bilioni tu ya 1 ° C fupi ya sifuri kabisa. Watafiti wa NASA walitumia molekuli ya Na kufanya majaribio, ambayo mara zote ilikuwa kwenye uwanja wa sumaku na ilitoa nishati yake.

Mafanikio ya karibu yalipatikana na wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Yale, ambao mwaka 2014 walipata takwimu ya 0.0025 Kelvin. Mchanganyiko unaosababishwa, strontium monofluoride (SrF), ilidumu sekunde 2.5 tu. Na mwisho bado iligawanyika katika atomi.

Sufuri kabisa inalingana na halijoto ya -273.15 °C.

Inaaminika kuwa sifuri kabisa haipatikani katika mazoezi. Uwepo wake na msimamo wake kwenye kiwango cha joto hufuata kutoka kwa uboreshaji wa hali ya mwili inayozingatiwa, na uboreshaji kama huo unaonyesha kuwa kwa sifuri kabisa nishati ya mwendo wa joto wa molekuli na atomi za dutu inapaswa kuwa sawa na sifuri, ambayo ni, harakati ya machafuko ya chembe. huacha, na huunda muundo ulioamuru, unachukua nafasi wazi katika nodi za kimiani za kioo. Hata hivyo, kwa kweli, hata kwa joto la sifuri kabisa, harakati za mara kwa mara za chembe zinazounda jambo zitabaki. Oscillations iliyobaki, kama vile oscillations zero-point, ni kutokana na mali ya quantum ya chembe na utupu wa kimwili unaowazunguka.

Kwa sasa, katika maabara ya kimwili imewezekana kupata joto linalozidi sifuri kabisa kwa milioni chache tu za digrii; kuifanikisha yenyewe, kulingana na sheria za thermodynamics, haiwezekani.

Vidokezo

Fasihi

• G. Burmin. Shambulio dhidi ya sifuri kabisa. - M.: "Fasihi ya Watoto", 1983.

Angalia pia

Wikimedia Foundation. 2010.

Visawe:

Tazama "sifuri kabisa" ni nini katika kamusi zingine:

Halijoto, asili ya halijoto kwenye mizani ya halijoto ya thermodynamic (ona THERMODYNAMIC TEMPERATURE SCALE). Sufuri kabisa iko 273.16 °C chini ya halijoto ya sehemu tatu (angalia TRIPLE POINT) ya maji, ambayo inakubaliwa ... ... Kamusi ya encyclopedic

Joto, asili ya joto kwenye kiwango cha joto la thermodynamic. Sufuri kabisa iko 273.16 ° C chini ya kiwango cha joto cha uhakika cha tatu cha maji (0.01 ° C). Sufuri kabisa haipatikani kimsingi, halijoto imekaribia kufikiwa... ... Ensaiklopidia ya kisasa

Halijoto ni mahali pa kuanzia kwa halijoto kwenye mizani ya halijoto ya thermodynamic. Sufuri kabisa iko kwenye 273.16.C chini ya joto la hatua tatu ya maji, ambayo thamani yake ni 0.01.C. Sufuri kabisa haipatikani kimsingi (tazama... ... Kamusi kubwa ya Encyclopedic

Joto, ambalo linaonyesha kutokuwepo kwa joto, ni sawa na 218 ° C. Kamusi ya maneno ya kigeni iliyojumuishwa katika lugha ya Kirusi. Pavlenkov F., 1907. joto la sifuri kabisa (kimwili) - joto la chini kabisa (273.15 ° C). Kamusi kubwa...... Kamusi ya maneno ya kigeni ya lugha ya Kirusi

sifuri kabisa- Halijoto ya chini sana ambapo mwendo wa joto wa molekuli husimama; kwenye mizani ya Kelvin, sufuri kabisa (0°K) inalingana na -273.16±0.01°C... Kamusi ya Jiografia

Nomino, idadi ya visawe: 15 duru sifuri (8) mtu mdogo (32) kaanga ndogo ... Kamusi ya visawe

Joto la chini sana ambalo mwendo wa joto wa molekuli huacha. Shinikizo na ujazo wa gesi bora, kulingana na sheria ya Boyle-Mariotte, inakuwa sawa na sifuri, na mwanzo wa halijoto kamili kwenye mizani ya Kelvin inachukuliwa kuwa ... ... Kamusi ya kiikolojia

sifuri kabisa- [A.S. Goldberg. Kamusi ya nishati ya Kiingereza-Kirusi. 2006] Mada za nishati kwa ujumla EN zeropoint ... Mwongozo wa Mtafsiri wa Kiufundi

Mwanzo wa kumbukumbu ya joto kabisa. Inalingana na 273.16° C. Hivi sasa, katika maabara ya kimwili imewezekana kupata halijoto inayozidi sifuri kabisa kwa milioni chache tu za digrii, na kuifanikisha, kwa mujibu wa sheria... ... Encyclopedia ya Collier

sifuri kabisa- absoliutosis nulis statusas 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 aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

sifuri kabisa- absoliutosis nulis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273.16 °C). atitikmenys: engl. zero kabisa. sifuri kabisa... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas