V sobotu 2. listopadu proběhla mohutná oslava naší plnoletosti !!
Multimediaexpo.cz je již 18 let na českém internetu !!
V tiskové zprávě k 18. narozeninám brzy najdete nové a zásadní informace.

Absolutní nula

Z Multimediaexpo.cz

(Rozdíly mezi verzemi)
m (1 revizi)
m (Nahrazení textu „</math>“ textem „\)</big>“)
 
(Nejsou zobrazeny 2 mezilehlé verze.)
Řádka 1: Řádka 1:
-
{{Wikipedia-cs|Absolutní nula|700}}
+
'''Absolutní nula''' je hypotetický stav [[látka|látky]], ve které se zastaví veškerý [[tepelný pohyb]] [[částice|částic]]. Absolutní nula je počátek [[Kelvin|stupnice absolutní teploty]], označuje také pro [[termodynamická teplota|termodynamickou teplotu]] ''T = 0 [[Kelvin|K]]'', tj. ''–&nbsp;273,15 [[Stupeň Celsia|°C]]''.
-
[[Kategorie:Termodynamika]]
+
== Historie ==
 +
Absolutní nula byla poprvé navržena Guillaumem Amontonsem v roce 1702, který zkoumal vztah mezi [[tlak]]em a [[teplota|teplotou]] v [[plyn]]ech. Chyběly mu dostatečně přesné [[teploměr]]y tak byly jeho výsledky velmi nepřesné, přesto prokázal, že tlak plynu se zvětší asi o jednu třetinu mezi “chladnou” teplotou a [[bod varu|bodem varu]] [[voda|vody]]. Jeho práce jej dovedla k teorii, že dostatečné snížení teploty by vedlo k úbytku tlaku. Problém ovšem byl, že všechny reálné plyny zkapalní během zchlazování k absolutní nule.
 +
 
 +
V roce 1848 William Thomson (''lord Kelvin of Largs'') navrhnul termodynamickou teplotní stupnici. Toto pojetí se vymanilo z omezení plynných látek a definovalo absolutní nulu jako takovou teplotu látky, ve které již nelze odebírat žádné další [[teplo]].
 +
 
 +
V roce [[2003]] kolektiv vědců z [[Massachusettský technologický institut|Massachusettského technologického institutu]] v [[Cambridge (Massachusetts)|Cambridge]] (A.E. Leanhardt, T.A. Pasquini, M. Saba, A. Schirotzek, Y. Shin, D. Kielpinski, D.E. Pritchard a W. Ketterle) dosáhli do té doby nejnižší mechanicky dosažené teploty 450 [[piko]][[kelvin]]ů = 0,000 000 000 45 K.
 +
 
 +
== Vlastnosti ==
 +
[[Třetí termodynamický zákon|Třetí věta termodynamická]] tvrdí, že absolutní nuly nelze nikdy zcela dosáhnout, tj. absolutní nula je jen [[teorie|teoretická]] teplota. Lze se k ní ovšem [[limita|limitně]] přiblížit velice blízko. Podařilo se již laboratorně dosáhnout teplot ve zlomcích tisíciny Kelvina. V roce 1994 naměřili finští fyzici pouhých 280 pK = 0,000 000 000 28 K.<ref>{{Citace elektronické monografie
 +
| příjmení =
 +
| jméno =
 +
| odkaz na autora =
 +
| titul = Milestones - Achievements in ultra low temperature physics
 +
| url = http://ltl.tkk.fi/wiki/LTL/About/Milestones
 +
| datum vydání =
 +
| datum aktualizace = 8.1.2008
 +
| datum přístupu = 2008-7-21
 +
| vydavatel = Low Temperature Laboratory - Helsinki University of Technology
 +
| jazyk = Anglicky
 +
}}</ref>
 +
 
 +
Z pohledu [[statistická fyzika|statistické fyziky]] je absolutní nula stav tělesa s nejmenší možnou (nikoliv však nutně nulovou – viz&nbsp;např. systém složený z [[kvantová mechanika|kvantově mechanických]] [[harmonický oscilátor|harmonických oscilátorů]]) [[vnitřní energie|vnitřní energií]].
 +
 
 +
Existuje celá řada systémů, jež v blízkosti absolutní nuly zcela mění chování. Typickým příkladem je [[Boseho-Einsteinův kondenzát|Bose-Einsteinův kondenzát]] a s ním spojeny jevy [[supravodivost]]i a [[supratekutost]]i.
 +
 
 +
V odborné literatuře se zavádí pojem záporné termodynamické teploty. To je možné pouze u systému s omezenou vnitřní energií shora i zdola (tj. s omezeným energetickým spektrem) a konečným počtem energetických stavů. Jedná se o situaci s inverzním obsazením stavů (tj. systém má více obsazené stavy s vysokou energií než nízkou). Tato situace však neporušuje platnost třetího termodynamického zákona, neboť takový systém se chová, jako by byl teplejší, než systém s nekonečnou teplotou. Tedy posloupnost stoupajících teplot lze formálně zapsat
 +
:<big>\(0+\epsilon<\infty<-\infty<0-\epsilon\)</big>, kde <big>\(\epsilon \,\)</big> označuje infinitezimální přírůstek teploty.
 +
Jako příklad praktického použití inverzního obsazení stavů lze uvést [[laser]].
 +
 
 +
== Související články ==
 +
* [[Teplota]]
 +
* [[Teplotní stupnice]]
 +
* [[Teplo]]
 +
* [[Boseho-Einsteinův kondenzát|Bose-Einsteinův kondenzát]]
 +
* [[International Temperature Scale of 1990|ITS-90]]
 +
 
 +
== Reference ==
 +
<references />
 +
 
 +
 
 +
{{Článek z Wikipedie}}
 +
[[Kategorie:Teplota]]
[[Kategorie:Statistická mechanika]]
[[Kategorie:Statistická mechanika]]

Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:50

Absolutní nula je hypotetický stav látky, ve které se zastaví veškerý tepelný pohyb částic. Absolutní nula je počátek stupnice absolutní teploty, označuje také pro termodynamickou teplotu T = 0 K, tj. – 273,15 °C.

Obsah

Historie

Absolutní nula byla poprvé navržena Guillaumem Amontonsem v roce 1702, který zkoumal vztah mezi tlakem a teplotou v plynech. Chyběly mu dostatečně přesné teploměry tak byly jeho výsledky velmi nepřesné, přesto prokázal, že tlak plynu se zvětší asi o jednu třetinu mezi “chladnou” teplotou a bodem varu vody. Jeho práce jej dovedla k teorii, že dostatečné snížení teploty by vedlo k úbytku tlaku. Problém ovšem byl, že všechny reálné plyny zkapalní během zchlazování k absolutní nule.

V roce 1848 William Thomson (lord Kelvin of Largs) navrhnul termodynamickou teplotní stupnici. Toto pojetí se vymanilo z omezení plynných látek a definovalo absolutní nulu jako takovou teplotu látky, ve které již nelze odebírat žádné další teplo.

V roce 2003 kolektiv vědců z Massachusettského technologického institutu v Cambridge (A.E. Leanhardt, T.A. Pasquini, M. Saba, A. Schirotzek, Y. Shin, D. Kielpinski, D.E. Pritchard a W. Ketterle) dosáhli do té doby nejnižší mechanicky dosažené teploty 450 pikokelvinů = 0,000 000 000 45 K.

Vlastnosti

Třetí věta termodynamická tvrdí, že absolutní nuly nelze nikdy zcela dosáhnout, tj. absolutní nula je jen teoretická teplota. Lze se k ní ovšem limitně přiblížit velice blízko. Podařilo se již laboratorně dosáhnout teplot ve zlomcích tisíciny Kelvina. V roce 1994 naměřili finští fyzici pouhých 280 pK = 0,000 000 000 28 K.[1]

Z pohledu statistické fyziky je absolutní nula stav tělesa s nejmenší možnou (nikoliv však nutně nulovou – viz např. systém složený z kvantově mechanických harmonických oscilátorů) vnitřní energií.

Existuje celá řada systémů, jež v blízkosti absolutní nuly zcela mění chování. Typickým příkladem je Bose-Einsteinův kondenzát a s ním spojeny jevy supravodivosti a supratekutosti.

V odborné literatuře se zavádí pojem záporné termodynamické teploty. To je možné pouze u systému s omezenou vnitřní energií shora i zdola (tj. s omezeným energetickým spektrem) a konečným počtem energetických stavů. Jedná se o situaci s inverzním obsazením stavů (tj. systém má více obsazené stavy s vysokou energií než nízkou). Tato situace však neporušuje platnost třetího termodynamického zákona, neboť takový systém se chová, jako by byl teplejší, než systém s nekonečnou teplotou. Tedy posloupnost stoupajících teplot lze formálně zapsat

\(0+\epsilon<\infty<-\infty<0-\epsilon\), kde \(\epsilon \,\) označuje infinitezimální přírůstek teploty.

Jako příklad praktického použití inverzního obsazení stavů lze uvést laser.

Související články

Reference

  1. ↑ Milestones - Achievements in ultra low temperature physics [online]. Low Temperature Laboratory - Helsinki University of Technology, rev. 8.1.2008, [cit. 2008-07-21]. Dostupné online. (Anglicky) 


Citováno z „http://www2000.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Absolutn%C3%AD_nula“