Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиКалендарьОблакоЗаметкиВсе проекты

Почему абсолютный ноль температуры недостижим?

Kash Профи (763), закрыт 13 лет назад
Считается, что абсолютный ноль температуры недостижим, это можно объяснить как с точки зрения термодинамики и статистической физики, так и с точки зрения квантовой механики. Объясните мне все же почему он недостижим, только не надо мне кидать заумные цитаты из разных источников (гуглам я умею пользоваться, поэтому здесь и пишу), а объясните простым языком.
Лучший ответ
Моби Дик Гуру (3059) 13 лет назад
В рамках классической физики это объясняется через третье начало термодинамики и теорему Нерста.
При абсолютном нуле температуры энтропия системы равна нулю:
S = k*ln(1) = 0.
Это значит, в частности, что возможен вечный двигатель второго рода:
η = 1 - T2/T1 = 1,
что противоречит второму началу термодинамики.
Можно сформулировать несколько иначе причину недостижимости абсолютного нуля температуры: если система охлаждается методом повторения цикла адиабатического расширения (температура уменьшается) и изотермического сжатия (энтропия уменьшается) , то при стремлении значения T к нулю энтропия принимает значение в 0 и не изменяется. Это значит, что при конечном числе циклов можно лишь асимптотически приближаться к состоянию с T = 0.

При этом, при абсолютном нуле температуры присутствуют нулевые колебания полей и частиц, т. е. квантовые объекты при T = 0 обладают, как квантовый гармонический осциллятор, собственной ненулевой энергией колебаний. Качественно (!) причину этого можно описать при введении принципа неопределенности (в ответе Остапа описано) . Например, то же ЭМ поле можно представить как совокупность квантовых невзаимодействующих осцилляторов, колебания которых можно представить как малые возмущения, которые в рамках теории возмущений описываются через рождение виртуальных пар частица-античастица.
С учетом этого, определение абсолютного нуля выглядит следующим образом: температура, при которой энергия колебаний системі соответствует энергии нулевых колебаний (в отличие от определения в рамках классической физики).
KashПрофи (763) 13 лет назад
Тоесть, как я понял, проще говоря чем ниже температура, тем больше работы необходимо совершить для дальнейшего охлаждения, а для достижения 0 К, необходимо совершить бесконечное количество работы.
Моби Дик Гуру (3059) Качественно, да.
Остальные ответы
*TIGRs* DRACU(L)A Профи (508) 13 лет назад
вот, при абсолютном нуле все останавливается, и получается что невозможно его достигнуть, вот и поэтому нельзя
АватарЗнаток (305) 8 лет назад
Только сидели с женой размышляли и пришли к выводу: На примере Водорода, Н имеет 1 электрон вокруг атома (как мы его принимаем и видели его тень используя приборы) Итак, 1 электрон, в нормальном состоянии имеет определенно расстояние до своего ядра (до центра) При повышенной температуре, расстояние от центра до электрона увеличивается (т. к. мы знаем что при увеличении температуры все объекты расширяются.) Соответственно, температура в нашей галактике может достигать ОГРОМНЫХ значений, в несколько тысяч ато и больше градусов. НО, температуру этого атома (вещества) мы не можем приравнять к абсолютному НУЛЮ Т. к. при уменьшении расстояния электрона к центру (ядру) мы получаем эффект (мнимого присутствия атома в нескольких местах одновременно) ибо масса электрона начинает колебать само ядро с б
0xDD Искусственный Интеллект (149079) 13 лет назад
Любая точная температура недостижима.
Точно так же как и размер, время и другие величины.
Потому что точных величин в природе не существует.
KashПрофи (763) 13 лет назад
"Потому что точных величин в природе не существует."
Ага, сколько енотов ты сейчас держишь в руке? Ровно 0 и не больше и не меньше.
Степан Михалин Гуру (4744) 13 лет назад
можт потому что материя существует в движении а если будет абсолютный 0 то и материи существовать не будет следовательно абсолютного нуля быть не может. Может я и не прав
Надежда Профи (714) 13 лет назад
Всё правильно. Материи не существует при 0 К.
Источник: мой учитель физики в школе))
lalala lslsls Ученик (189) 13 лет назад
не все ваши ответы это х*ня, особенно твой Бендер
АБСОЛЮТНЫЙ НОЛЬ ДОСТИЖИМ !
Степан МихалинГуру (4744) 13 лет назад
даже на википедии написано что не достижим
Darkling Мастер (2279) 13 лет назад
Абсолютный нуль температуры, а именно -273 градуса Цельсия вполне достижим. Технически на данный момент это сложно, нет такого оборудования, чтобы его создать. Даже жидкий азот не дает такой температуры ( примерно -200 градусов Цельсия) . Но потребность в такой температуре существует, не только в экспериментальной физике, но и в прикладной технике. К примеру создания антигравитации за счет применения в электромагнитах установок для охлаждения проводников до абсолютного нуля ( эффект сверхпроводимости, когда в металле проводника частицы "останавливаются" и проводимость возрастает, сопротивление естественно снижается и стремится к нулю) . В таких экспериментах на данный момент применяют жидкий азот, но эффект не тот, "слабоват" ЖА для этого. Я думаю вполне реально создать установку для получения такой низкой температуры, это дело времени. И я думаю ни какого вселенского коллапса частиц и квантов с материалах при такой низкой температуре не случится :)
KashПрофи (763) 13 лет назад
"эффект сверхпроводимости, когда в металле проводника частицы "останавливаются" и проводимость возрастает, сопротивление естественно снижается и стремится к нулю..."
Ну сверхпроводимость, насколько мне известно происходит не из-за этого, а из-за перестроение элктрон-электронного взаимодействия. Тоесть 2 электрона становиться как одна частица - пара Купера, которая не обменивается импульсом с атомами и дефектам, что позволяет этой паре двигаться по объему без сопротивления.
Аватар Знаток (305) Частицы не останавливаются, просто уменьшается расстояние от атома до электронов, тем самым увеличивая пространство для прохождения электронов (электрического тока) Соответственно этот процесс мы называем сверх проводимостью. При повышении температуры электронны получают больше энергии и их скорость возрастает, тем самым отталкивая атомы друг от друга и увеличивая объем этого вещества, но не увеличивая массу, а из за высокой скорости, эти электроны сталкиваются с большим количеством свободных электронов (электрического тока) тем самым создавая большее сопротивление..
АватарЗнаток (305) 8 лет назад
Достичь абсолютного нуля можно! Но при этом, необходимо отделить электрон от атома, Но что в результате станет с самим атомом??? Возможно произойдет аннигиляция или распад на частицы.
Инженер-констриктор Высший разум (189536) 13 лет назад
Температура - мера хаотичности движения частиц.
При абсолютном нуле все частицы должны остановиться и замереть в каких-то определённых точках (узлах кристаллической решётки) .
Такого быть не может.
Квантовая механика не позволяет знать одновременно и положение, и скорости частиц.

Ну, или по-простому - температуру в процессе можно уменьшить только в какое-то число раз: T` = T / n.
При делении на какое угодно n нуля никогда не получится.
АС Высший разум (145797) 13 лет назад
Надо не ГУГЛиться, а нормальные книги по физике читать, иначе появляется ленность в том числе и ума!!!!
KashПрофи (763) 13 лет назад
Согласен, но необходимую литературу как раз сдал на днях в библиотеку, так как ушел на каникулы, а необходимость в ответе появилась срочно.
АС Высший разум (145797) Хорошие книги по физике надо иметь в собственной библиотеке иметь, а не учебники по школьной программе читать
Похожие вопросы