Absolutna ničla
Absolutna ničla je temperatura, pri kateri imajo delci snovi (molekule in atomi) najnižjo energijo. Nekateri menijo, da pri absolutni ničli delci izgubijo vso energijo in se prenehajo gibati. To ne drži. V kvantni fiziki obstaja nekaj, kar se imenuje energija ničelne točke, kar pomeni, da imajo delci tudi po tem, ko je bila delcem odvzeta vsa energija, še vedno nekaj energije. To je posledica Heisenbergovega načela negotovosti, ki pravi, da več ko vemo o položaju delca, manj lahko vemo o njegovem gibanju, in obratno. Zato delca ni mogoče popolnoma ustaviti, saj bi bila potem znana njegov natančen položaj in gibalna sila.
Nekateri ljudje so ustvarili temperature zelo blizu absolutne ničle: rekordna temperatura je bila 100 pK (sto pikokelvinov, enako 10-10 kelvinov) nad absolutno ničlo. Tudi približati se absolutni ničli je težko, saj bi vse, kar bi se dotaknilo predmeta, ki se hladi blizu absolutne ničle, oddajalo toploto predmetom. Znanstveniki pri ohlajanju predmetov na zelo nizke temperature uporabljajo laserje za upočasnitev atomov.
Kelvinova in Rankinova temperaturna lestvica sta definirani tako, da je absolutna ničla 0 kelvinov (K) ali 0 stopinj Rankina (°R). Celzijeva in Fahrenheitova lestvica sta definirani tako, da je absolutna ničla -273,15 °C ali -459,67 °F.
Na tej stopnji je tlak delcev enak nič. Če mu narišemo graf, vidimo, da je temperatura delcev enaka nič. Temperatura se ne more več zniževati. Prav tako se delci ne morejo gibati "vzvratno", saj je gibanje delcev vibracija, zato vibracija vzvratno ne bi bila nič drugega kot preprosto ponovno vibriranje. Bolj ko se temperatura predmeta približuje absolutni ničli, manjša je upornost materiala za elektriko, zato bo ta skoraj popolnoma prevajal elektriko brez merljivega upora.
Tretjizakon termodinamike pravi, da nič ne more imeti temperature absolutne ničle.
Drugi zakon termodinamike pravi, da morajo vsi motorji, ki jih poganja toplota (kot so avtomobilski motorji in parni vlaki), sproščati odpadno toploto in ne morejo biti 100-odstotno učinkoviti. Učinkovitost (odstotek energije, ki jo motor porabi za opravljanje svojega dela) je namreč 100 % × (1 - zunanja stran/notranja stran), ki je 100 % le, če je zunanja temperatura absolutna ničla, kar pa ne more biti. Motor torej ne more biti 100-odstotno učinkovit, vendar se lahko njegovi učinkovitosti približamo tako, da notranjo temperaturo povečamo in/ali zunanjo temperaturo znižamo.
Nič kelvinov (-273,15 °C) je definirano kot absolutna ničla.
Sorodne strani
- Absolutna temperatura
- Absolutno vroče
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je absolutna ničla?
O: Absolutna ničla je temperatura, pri kateri imajo delci snovi (molekule in atomi) najnižjo energijo.
V: Ali absolutna ničla pomeni, da delci izgubijo vso energijo in se nehajo gibati?
O: Ne, v kvantni fiziki obstaja nekaj, kar se imenuje energija ničelne točke, kar pomeni, da imajo delci tudi po tem, ko je bila delcem odvzeta vsa energija, še vedno nekaj energije zaradi Heisenbergovega načela negotovosti.
V: Katera je rekordna temperatura, dosežena blizu absolutne ničle?
O: Rekordna temperatura je bila 100 pK (sto pikokelvinov, enako 10-10 kelvinov) nad absolutno ničlo.
V: Kako znanstveniki ohladijo predmete na zelo nizke temperature?
O: Znanstveniki pri ohlajanju predmetov na zelo nizke temperature uporabljajo laserje, ki upočasnijo atome.
V: Kako sta Celzijeva in Fahrenheitova lestvica opredeljeni glede na absolutno ničlo?
O: Celzijeva in Fahrenheitova lestvica sta definirani tako, da je absolutna ničla -273,15 °C ali -459,67 °F.
V: Kaj pravi tretji zakon termodinamike o absolutni ničli?
O: Tretji zakon termodinamike pravi, da nič ne more imeti temperature absolutne ničle.
V: Kako lahko učinkovitost motorja povečamo na skoraj 100 %?
O: V skladu z drugim zakonom termodinamike lahko učinkovitost motorja povečamo na 100 %, če je notranja temperatura motorja višja in/ali zunanja temperatura nižja.
