Zero absolut

Se stie ca toate corpurile sunt formate dintr-un numar foarte mare de particule (molecule, atomi sau ioni) in continua miscare. Miscarea continua si dezordonata a moleculelor unui corp a carei intensitate depinde de temperatura se numeste agitatie termica. Se poate spune ca temperatura este o masura a intensitatii agitatiei termice. Datorita miscarii moleculelor, acestea au energie cinetica si, datorita fortelor intermoleculare au si energie potentiala. Fiind foarte multe molecule, se folosesc valori medii ale marimilor fizice respective, de exemplu, energie cinetica medie a moleculelor. Odata cu cresterea temperaturii, creste si energia cinetica medie. Caldura este transferul de energie cinetica medie a miscarii dezordonate a moleculelor, aceasta fiind o marime fizica de proces, la fel ca si lucrul mecanic. S-au putut obtine temperaturi ridicate si foarte ridicate dar ce se intampla cand vrem sa obtinem temperaturi foarte scazute? Pana cand poate sa scada energia cinetica medie a particulelor unui corp? Am spune ca pana la zero. Atunci exista o temperatura minima, de zero absolut care reprezinta starea materiei ale carei molecule sau atomi au incetat sa se mai miste. Nimeni nu a reusit sa creeze in laborator aceasta stare a materiei si principiul trei al termodinamicii afirma ca nici nu este posibil de atins o valoare atat de mica a temperaturii. Nici in universul cunoscut nu exista o temperatura atat de scazuta. Pe Pamant temperatura se modifica in functie de altitudine. La 10000 de metri, altitudinea la care evolueaza in mod normal avioanele de pasageri, temperatura scade si la -75 de grade Celsius. In spatiul interstelar sunt temperaturi de numai 2,7 K iar in zona din spatiu denumita Boomerang Nebula (aflata la 5 mii de ani lumina departare de Pamant) se poate spune ca este cel mai friguros loc al universului cunoscut, numai 1 K peste zero absolut.De ce in spatiu nu exista zero absolut? Pentru ca exista o radiatie termica fundamentala, produs al momentului nasterii universului, Big-Bang-ul, care este prezenta in tot universul si este responsabila de acea temperatura de numai 2,7 K.

Conceptul de zero absolut a fost prezentat de Robert Boyle in 1665. Kelvin ( Wiliam Thomson) a abordat ideea lui zero absolut bazandu-si cercetarile pe observatiile fizicianului fracez Jacques-Alexandre-Cesar Charles. El a constatat ca un gaz aflat la 0 grade Celsius mai poate fi racit in continuare si pentru fiecare grad cu care este racit, volumul acestuia scade cu 1/273 din volumul total. Kelvin a presupus ca temperatura unui gaz este masura energiei cinetice medii a moleculelor acestuia. Odata cu temperatura, descreste si intensitatea agitatiei particulelor componente ale gazului, care se misca din ce in ce mai incet, la -273 grade celsius ramanand practic fara energie iar gazul ar ajunge sa aiba volum 0. Pornind de la aceasta idee, Kelvin a renumerotat scala lui Celsius notand cu zero extremitatea de jos a valorilor de temperatura, temperaturile negative disparand. Transformarea din K in grade Celsius este data de relatia : t grade Celsius= -273 + T K.  De exemplu : 300 K=27 grade Celsius.

Obtinerea unor temperaturi foarte scazute este o problema foarte greu de rezolvat dar se dovedeste a fi un lucru foarte util astazi. Fizicienii s-au apropiat foarte mult de zero absolut, la Massachusetts Institute of Technology atingandu-se temperatura de 450 pK.(picoKelvin) La temperaturi foarte scazute apar comportari ciudate ale materiei, fizicienii nefiind inca lamuriti de toate bizareriile lumii subatomice la 0 K. La temperaturi foarte scazute, rezistenta electrica scade practic la zero, fenomen numit „supraconductibilitate” observat pentru prima dată de către Heike Kamerlingh Onnes în 1911. Studiind dependența de temperatură a mercurului, el a observat că sub o anumită valoare a acesteia, apropiată de temperatura heliului lichid (4,2 K), rezistivitatea scade brusc către zero.

About gabionescu

Sunt pensionara. Am fost profesoara de fizica in Bucuresti. Imi place fizica, imi place sa-i fac si pe altii sa indrageasca fizica si imi plac copiii. Nu pot spune ca ma plictisesc la pensie. De cand am inceput sa scriu pe blog, caut mereu subiecte interesante, imagini frumoase si noutati in stiinta. M-as bucura daca as primi mai multe sugestii.
Acest articol a fost publicat în Uncategorized. Pune un semn de carte cu legătura permanentă.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s