Απόλυτο μηδέν: η ιστορία της ανακάλυψης και της εφαρμογής των θεμελιωδών

Φυσική έννοια της «απόλυτο μηδέν» είναι η σύγχρονη επιστήμη είναι πολύ σημαντική: είναι στενά συνδεδεμένη με μια έννοια, όπως η υπεραγωγιμότητα, η έναρξη της οποίας δημιούργησε σάλο στο δεύτερο μισό του εικοστού αιώνα.

Για να καταλάβουμε τι είναι το απόλυτο μηδέν, ανατρέξτε στις εργασίες των εν λόγω διάσημα φυσικοί, όπως G. Φαρενάιτ, Κελσίου, Α, J. Gay-Lussac και William Thomson. Έπαιξαν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία χρησιμοποιηθεί μέχρι τώρα τα κύρια κλίμακες θερμοκρασίας.

Πρώτη κλίμακα θερμοκρασίας του πρότεινε το 1714, Γερμανός φυσικός Γ Φαρενάιτ. Έτσι, για το απόλυτο μηδέν, δηλαδή, το χαμηλότερο σημείο της κλίμακας, η θερμοκρασία του μίγματος λήφθηκε, η οποία περιελάμβανε το χιόνι και αμμωνία. Το επόμενο σημαντικό παράγοντας ήταν η φυσιολογική θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος, η οποία ήταν ίση με 1000. Κατά συνέπεια, κάθε τμήμα της κλίμακας ονομάζεται «βαθμούς Φαρενάιτ» και την ίδια την κλίμακα - «Φαρενάιτ»

Μετά από 30 χρόνια Σουηδική αστρονόμος A. Κελσίου πρότεινε μια κλίμακα θερμοκρασίας όπου βασικού τελείες γίνει θερμοκρασία τήξεως του πάγου και το σημείο βρασμού του νερού. Η κλίμακα αυτή ονομάστηκε «Κελσίου», εξακολουθεί να είναι δημοφιλής στις περισσότερες χώρες του κόσμου, συμπεριλαμβανομένης της Ρωσίας.

Στο 1802 έτους, σύροντας διάσημα πειράματά του, ο Γάλλος επιστήμονας J. Gay Lussac διαπίστωσε ότι η μάζα του όγκου του αερίου σε σταθερή πίεση εξαρτάται άμεσα από τη θερμοκρασία. Αλλά το πιο ενδιαφέρον ήταν το γεγονός ότι όταν η θερμοκρασία είναι 10 Κελσίου, η ποσότητα του αερίου αυξάνει ή μειώνεται κατά το ίδιο ποσό. Κάνοντας τους απαραίτητους υπολογισμούς, Gay-Lussac βρεθεί ότι αυτή η τιμή είναι ίση με 1/273 του όγκου του αερίου σε μία θερμοκρασία των 0 ° C.

Από το νόμο αυτό ακολούθησε το συμπέρασμα είναι ότι η θερμοκρασία είναι ίση με -2730S είναι η χαμηλότερη θερμοκρασία, ακόμη και φτάνει στο τέλος της, είναι αδύνατο να επιτευχθεί. Είναι η θερμοκρασία αυτή ονομάζεται «απόλυτο μηδέν.»

Επιπλέον, το απόλυτο μηδέν ήταν η αφετηρία για τη δημιουργία της κλίμακας απόλυτη θερμοκρασία, την ενεργό συμμετοχή στην οποία πήρε την Βρετανός φυσικός William Thomson, επίσης γνωστή ως Λόρδος Κέλβιν.

πρωτογενή έρευνα του αφορούσε την απόδειξη ότι κανένα σώμα στη φύση, δεν μπορεί να ψυχθεί κάτω από το απόλυτο μηδέν. Ωστόσο, ο ίδιος έχει χρησιμοποιήσει το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, ως εκ τούτου, να εισαχθεί το 1848, η κλίμακα απόλυτης θερμοκρασίας έγινε γνωστή ως θερμοδυναμική ή «κλίμακα Kelvin.»

Στα επόμενα χρόνια και τις δεκαετίες που πραγματοποιήθηκε μόνο μια αριθμητική περιγραφή της έννοιας της «απόλυτο μηδέν», το οποίο μετά από πολλές εγκρίσεις θεωρήθηκε ίση -273,150S.

Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι από το απόλυτο μηδέν διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο στο σύστημα SI. Το θέμα είναι ότι το 1960, κατά την προσεχή Γενική Συνδιάσκεψη Μέτρων και Σταθμών Μονάδα θερμοδυναμικής θερμοκρασίας - Kelvin - έγινε μια από τις έξι κύριες μονάδες μέτρησης. Έτσι προβλέπεται ειδικά ότι ένας βαθμός Kelvin αριθμητικά ίση με το ένα βαθμό Κελσίου, εκτός από το ότι το σημείο αναφοράς «Kelvin» θεωρείται ότι είναι το απόλυτο μηδέν, δηλ -273,150S.

Βασικές φυσική έννοια του απόλυτο μηδέν συνίσταται στο γεγονός ότι, σύμφωνα με τους βασικούς νόμους της φυσικής, σε αυτή τη θερμοκρασία η ενέργεια της κίνησης των στοιχειωδών σωματιδίων όπως τα άτομα και τα μόρια είναι ίσο με μηδέν, και σε αυτή την περίπτωση για να σταματήσει οποιαδήποτε τυχαία κίνηση αυτών των ίδιων σωματιδίων. Σε θερμοκρασία απόλυτο μηδέν, τα άτομα και τα μόρια πρέπει να λάβει μια σαφή θέση στην κύρια σημεία του κρυσταλλικού πλέγματος, σχηματίζοντας παραγγείλει σύστημα.

Επί του παρόντος, χρησιμοποιώντας ειδικό εξοπλισμό, οι ερευνητές ήταν σε θέση να πάρει τη θερμοκρασία του μόνο μερικά ppm μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν. Για την επίτευξη αυτού του ίδιου μεγέθους πρακτικά αδύνατη λόγω της ανωτέρω περιγραφέν δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής.