صفر مطلق: تاریخ کشف و استفاده از اساسی

مفهوم فیزیکی از "صفر مطلق" است که به علم مدرن بسیار مهم است: آن است که از نزدیک با یک مفهوم مانند ابررسانایی مرتبط است، از افتتاح که دیوانگی در نیمه دوم قرن بیستم ایجاد شده است.

برای درک آنچه صفر مطلق است، به آثار چنین فیزیکدانان معروف، به عنوان G. فارنهایت، سلسیوس، A.، J. Gay-Lussac و ویلیام تامسون مراجعه کنید. آنها نقش کلیدی در ایجاد استفاده می شود تا با شرکت مقیاس دمای اصلی ایفا کرده است.

نخست مقیاس دمای خود پیشنهاد در سال 1714، فیزیکدان آلمانی G. فارنهایت است. بنابراین برای صفر مطلق، که شده است، پایین ترین نقطه از مقیاس، دمای مخلوط، در نظر گرفته شد که شامل برف و آمونیاک. عامل مهم بعدی بود طبیعی دمای بدن انسان، که تا 1000. بر این اساس، هر بخش از مقیاس است به نام "درجه فارنهایت" و مقیاس خود برابر بود - "فارنهایت"

پس از 30 سال سوئدی ستاره شناس A. سانتیگراد پیشنهاد مقیاس دمای که در آن نقطه اساسی تبدیل دمای ذوب یخ و نقطه جوش آب است. این مقیاس "سانتیگراد" نامگذاری شد، آن است که هنوز محبوب در بسیاری از کشورهای جهان، از جمله در روسیه است.

در 1802 سال، کشیدن آزمایش معروف خود، دانشمند فرانسوی J. گی Lussac پیدا شده است که جرم حجم گاز در فشار ثابت به طور مستقیم وابسته به درجه حرارت است. اما جالب ترین واقعیت این بود هنگامی که درجه حرارت 10 درجه سانتی گراد، میزان افزایش گاز یا کاهش می یابد به همان مقدار است. ساخت محاسبات لازم، گیلوساک پیدا شده است که این مقدار را به 1/273 از حجم گاز مساوی در دمای 0C است.

از این قانون به دنبال نتیجه این است که درجه حرارت پایین ترین درجه حرارت به -2730S برابر است، حتی آمدن به نزدیک، غیر ممکن برای رسیدن به. این است که به این دما است به نام "صفر مطلق است."

علاوه بر این، صفر مطلق نقطه شروع برای ایجاد مقیاس دمای مطلق بود، مشارکت فعال در که در زمان فیزیکدان بریتانیایی، ویلیام تامسون، همچنین به عنوان لرد کلوین شناخته شده است.

تحقیقات اولیه او شواهدی وجود دارد که هیچ کس در طبیعت، نمی تواند پایین تر از صفر مطلق سرد شود، نگران است. با این حال، او دوم استفاده کرده است قوانین ترمودینامیک، بنابراین آنها را در سال 1848 معرفی شده است، مقیاس دمای مطلق به عنوان ترمودینامیکی یا شناخته شد "مقیاس کلوین."

در سال ها و دهه های بعد از آن صورت گرفت تنها یک مشخصه عددی مفهوم "صفر مطلق"، که پس از مصوبات متعدد -273،150S برابر در نظر گرفته شد.

همچنین باید توجه داشت که صفر مطلق نقش بسیار مهمی را ایفا می کند در سیستم SI. این چیزی است که در سال 1960، در آینده کنفرانس عمومی اوزان و مقادیر واحد درجه حرارت و ترمودینامیک - کلوین - تبدیل به یکی از شش واحد اصلی اندازه گیری است. بنابراین به طور خاص تصریح شده است که یک درجه کلوین عددی برابر با یک درجه سانتیگراد، به جز این که "کلوین" نقطه مرجع در نظر گرفته می شود صفر مطلق، به عنوان مثال -273،150S.

مفهوم فیزیکی عمومی صفر مطلق شامل در این واقعیت است که، با توجه به قوانین اساسی فیزیک، در این درجه حرارت از انرژی حرکت ذرات ابتدایی مانند اتم ها و مولکول برابر با صفر است، و در این مورد برای جلوگیری از هر حرکت تصادفی این ذرات یکسان است. در دمای صفر مطلق، اتم ها و مولکول را به یک موضع روشن در نکات اصلی شبکه کریستالی، تشکیل سیستم منظم.

در حال حاضر، استفاده از تجهیزات ویژه، محققان قادر به گرفتن درجه حرارت از تنها چند ppm بالاتر از صفر مطلق بود. برای رسیدن به این بزرگی همان فیزیکی غیر ممکن است با توجه به قانون دوم در بالا شرح ترمودینامیک است.