Top.Mail.Ru
Ответы
Аватар пользователя
14лет
Изменено

Почему абсолютный ноль температуры недостижим?

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.

По дате
По Рейтингу
Аватар пользователя
Новичок
14лет

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).

Аватар пользователя
Высший разум
14лет

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.

Аватар пользователя
Высший разум
14лет

Надо не ГУГЛиться, а нормальные книги по физике читать, иначе появляется ленность в том числе и ума!!!!

Аватар пользователя
Мастер
14лет

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 :)

Аватар пользователя
Ученик
14лет

не все ваши ответы это х*ня, особенно твой Бендер
АБСОЛЮТНЫЙ НОЛЬ ДОСТИЖИМ !