¿Hay alguna temperatura inferior al cero absoluto (0 grados absolutos -273,5)?

Cero absoluto, que es -273,15 ℃ (Celsius).

En ningún lugar se tiene esta temperatura, y es imposible que el ser humano pueda crear esta temperatura. Sólo puede estar infinitamente cerca. Los objetos no tienen energía térmica a esta temperatura.

Definición o explicación

La temperatura teórica más baja, -273,15 ℃, se establece como el grado cero de la escala de temperatura termodinámica (escala de temperatura absoluta), que se llama cero absoluto. La unidad del cero absoluto es Kelvin (K±)

Explicación

① En la escuela secundaria, para la conversión entre la escala de temperatura termodinámica y la escala de temperatura Celsius, el valor aproximado T( K)=t se utiliza (°C) 273. De hecho, si se utiliza el punto de hielo del agua como estándar, el cero absoluto debería ser 273,15 °C menor que él, por lo que la relación de conversión precisa debería ser T(K)=t(°C) 273,15.

②El cero absoluto se obtiene por extrapolación basada en las leyes que siguen los gases ideales. De esta forma, cuando la temperatura baje a -273,15°C, el volumen del gas disminuirá hasta cero. Si desde la perspectiva de la teoría cinética molecular, la energía cinética de traslación promedio de las moléculas de gas ideal está determinada por la temperatura T, entonces también se puede decir que el cero absoluto es "la temperatura a la que las moléculas de gas ideal dejan de moverse". Ambas afirmaciones anteriores son simplemente un razonamiento ideal. De hecho, todos los gases reales mostrarán propiedades cuánticas obvias cuando la temperatura se acerque a -273,15°C. En ese momento, el gas ya se ha vuelto líquido o sólido. En resumen, el movimiento de las moléculas de gas ya no sigue las leyes estadísticas de la termodinámica de la física clásica. A través de una gran cantidad de experimentos y la teoría modificada por la mecánica cuántica, se deduce que cuando está cerca del cero absoluto, la energía cinética de las moléculas tiende a un valor fijo. Este valor extremo se llama energía de punto cero. Esto muestra que en el cero absoluto, la energía de la molécula no es cero, sino que tiene un valor muy pequeño. La razón es que todas las partículas están en el estado de energía más bajo posible, es decir, todas las partículas están en el estado fundamental.

③ Dado que la temperatura del punto triple del agua es 0,01°C, el cero absoluto es 273,16°C menor que la temperatura del punto triple del agua.

El cero absoluto representa la temperatura a la que todas las moléculas y átomos que componen la materia dejan de moverse. El llamado movimiento se refiere a todos los movimientos espaciales, mecánicos, moleculares y vibratorios. También incluye algunas formas de movimiento de electrones, sin embargo no incluye el "movimiento del punto cero" en el concepto de mecánica cuántica. Este movimiento no se puede detener sin alterar el sistema agregado de partículas en movimiento. A juzgar por la naturaleza de esta definición, el cero absoluto es imposible de alcanzar en cualquier experimento, pero actualmente los científicos han alcanzado bajas temperaturas en el laboratorio, que están a sólo una millonésima de grado Celsius del cero absoluto. Todos estos movimientos moleculares y atómicos que ocurren dentro de una sustancia se denominan colectivamente "movimiento térmico". Estos movimientos son invisibles a simple vista, pero como veremos, determinan la mayoría de las propiedades de la sustancia relacionadas con la temperatura. Así como una línea recta está definida por sólo dos puntos, una escala de temperatura está definida por dos temperaturas fijas y repetibles. Originalmente, en una atmósfera estándar (760 milímetros de mercurio, o 760 Torr), la escala Celsius fijaba el punto de fusión del hielo en 0°C y el punto de ebullición del agua en 100°C. La escala de temperatura absoluta fijaba el cero absoluto en 0K. y el punto de fusión del hielo en 273K, de esta manera, equivale a tener tres puntos fijos provocando inconsistencia en la temperatura. Debido a que los científicos esperan que los grados de las dos escalas de temperatura estén en la misma dirección, siempre que se realice un experimento preciso. Realizado sobre la relación entre estos tres puntos, uno de ellos siempre es El valor cambia en una centésima de grado. Ahora bien, aparte del cero absoluto, sólo hay un punto fijo reconocido internacionalmente: el "punto triple" del agua. En 1948, se determinó que era 273,16 K, que es 273,16 grados sobre el cero absoluto. Cuando la presión de vapor es igual a una atmósfera, el punto de congelación normal del agua es ligeramente menor, 273,15 K (=0 ℃ = 32 °F), y el punto de ebullición normal del agua es 373,15 K (=100 ℃ = 212 °F). ).

Los valores reales de estos puntos fijos expresados ​​en la escala Celsius y de otros puntos de referencia menores para la medición de la temperatura (la llamada Escala Práctica Internacional de Temperatura), así como los métodos de medición utilizados para obtener con precisión estos valores en el laboratorio, están determinadas por la Escala Internacional que el comité publica periódicamente.

Por qué no puede alcanzar el cero absoluto

En 1848, el científico británico Lord William Thomson Kelvin (1824-1907) estableció una nueva escala de temperatura llamada escala de temperatura absoluta, su unidad de medida es llamado Kelvin (K). Las distancias de graduación de esta escala son las mismas que las distancias de graduación de la escala de temperatura Celsius. Su cero grado es la temperatura más baja posible, lo que equivale a menos 273 grados centígrados (el número exacto es -273,15 grados centígrados), lo que se denomina cero absoluto. Por lo tanto, para calcular la temperatura absoluta basta con sumar 273 a la temperatura Celsius. En aquel momento se pensaba que las temperaturas nunca se acercarían a los 0K, pero hoy en día los científicos están muy cerca de este límite.

La temperatura de un objeto es en realidad el movimiento de los átomos en el interior del objeto. Cuando sentimos que un objeto está relativamente caliente, significa que sus átomos se están moviendo rápidamente; cuando sentimos que un objeto está relativamente frío, significa que los átomos en su interior se están moviendo lentamente. Nuestros cuerpos perciben este movimiento como calor o frío, y los físicos miden la temperatura en una escala absoluta o Kelvin.

Según esta escala de temperatura, la temperatura cero absoluto (0K) equivale a -273,15 grados centígrados (-273,15℃), lo que se denomina "cero absoluto" y es la temperatura más baja posible en la naturaleza. En el cero absoluto, el movimiento de los átomos se detiene por completo y, en teoría, el volumen de un gas debería ser cero. De esto se puede entender por qué es imposible que la temperatura descienda por debajo de esta escala, por qué en realidad ni siquiera es posible alcanzarla, sino sólo acercarse a ella.

El lugar más frío de la naturaleza no es la Antártida en invierno, sino las profundidades del espacio interestelar, donde la temperatura es una temperatura absoluta de 3 grados (3K), que es sólo 3 grados superior al cero absoluto.

Este "calor" (porque en realidad la temperatura de la que hablamos siempre está por encima del cero absoluto) es el calor que queda hasta el día de hoy del Big Bang como origen del universo. es la mejor manera de demostrar la teoría del Big Bang. Una de las evidencias de notable eficacia.

En el laboratorio, la gente puede hacerlo mejor y acercarse al cero absoluto. Desde el siglo pasado, se han fabricado sistemas de refrigeración que pueden alcanzar los 3K, y hace más de 10 años, la temperatura más baja alcanzada en el mundo. El laboratorio ya estaba a 1/4 de grado por encima del cero absoluto. Más tarde, en 1995, dos físicos de la Universidad de Colorado y del Instituto Nacional Americano de Estándares, Eric Cornell y Carl Wei Mann, lograron llevar algunos átomos de rubidio a temperaturas increíbles, alcanzando las 20 milmillonésimas. de un grado por encima del cero absoluto (2×10^-8 K). Utilizaron rayos láser y un sistema de "trampa magnética" para frenar el movimiento de los átomos, lo que nos permitió ver que el calor es en realidad el movimiento de los átomos en la materia. Las temperaturas muy bajas son inalcanzables y hay que intentar "detener" el movimiento de cada átomo individual, como si se jugara al billar. Para detener una bola, hay que golpearla con otra bola. Para entender esto, basta pensar en el siguiente hecho. A temperatura normal, los átomos de gas se mueven a una velocidad de 1.600 kilómetros por hora, mientras que a una temperatura de 3K se mueven a una velocidad de 1 metro por hora, y a una temperatura de 20nK (2×10^-8 K), la La velocidad del movimiento atómico es demasiado lenta para ser medida. También se puede descubrir un nuevo estado de la materia a 20 nK, previsto por Einstein y el físico indio Bose (1894~1974) hace 70 años.

De hecho, a temperaturas tan extraordinarias, la materia no se encuentra ni en estado líquido, ni en estado sólido, ni en estado gaseoso, sino que se agrega en un único "superátomo", que aparece como una entidad única.

El tiempo se detendrá

Cuando esté a temperatura absoluta, el tiempo se detendrá. ¿Esta pregunta es correcta o incorrecta? Todavía es controvertido.

Zhengfang (el tiempo se detendrá) cree que el cero absoluto existe en el universo. En algunos lugares del universo, el cero absoluto se genera cuando una enorme energía es absorbida por los agujeros negros, porque el tiempo también es una forma de. energía, así que en ese momento, el tiempo también se detuvo. Hay lugares en el universo donde existe el cero absoluto, e incluso hay lugares donde la temperatura es bajo cero. Los que están bajo cero están hechos de antimateria. En otras palabras, el movimiento de nuestras moléculas necesita proporcionar energía, mientras que el movimiento de la antimateria absorbe energía, por lo que se puede llegar al cero absoluto, pero no lo hemos descubierto y no podemos encontrarlo. Así como hay números positivos y negativos, hay corrientes positivas y negativas, y hay géneros masculino y femenino, ¿por qué dices que no hay temperatura negativa por debajo del cero absoluto?

Los científicos no han negado la cognoscibilidad del espacio y el tiempo en el momento del cero absoluto, que es anterior al origen del tiempo. ¿Por qué se concluye que las temperaturas inferiores a 0 grados no existen?

La oposición cree que (el tiempo no se detendrá): Desde un punto de vista filosófico, la quietud y el movimiento de la materia son relativos. Si el tiempo registra el desarrollo y el cambio de la materia, registra el estado de movimiento. de la materia, entonces ¿Es posible registrar el estado de reposo de la materia? En el cero absoluto no todo se detiene, sólo se detiene el movimiento molecular de la materia. Por lo tanto, en resumen, el tiempo aún debe moverse en el cero absoluto. Excepto en este mundo, el tiempo ya no existe. Pero si toda la materia del universo está en el cero absoluto, ¡entonces el tiempo también debería detenerse!

Parece haber una contradicción. Es imposible producir una llama en el cero absoluto, al menos no puede ser vista por el ojo humano.

Debido a la temperatura de la propia llama. , la sustancia que se quema debe alcanzar una determinada temperatura, de lo contrario no se producirá el fenómeno de la llama

El cero absoluto es un número derivado

Es la temperatura más baja que el ser humano no puede alcanzar

Ni siquiera el universo tiene una temperatura tan baja

En el cero absoluto, la energía cinética promedio de las partículas de un objeto es cero, lo que significa que no se mueven, por lo que la temperatura no puede Llegar al cero absoluto en un instante es un concepto muy complicado que implica el concepto de relatividad. La llama se produce por la combustión violenta de la materia, ya que no tiene energía cinética, por supuesto, las partículas no se mueven tan violentamente. las partículas estarán en un estado absolutamente estacionario, lo que significa que no habrá ningún fenómeno de combustión