Absolut noll: Historien om upptäckten och huvudapplikationen

Det fysiska konceptet "absolut noll temperatur"för modern vetenskap är mycket viktigt: det är nära kopplat till ett sådant koncept som superledande, vars upptäckt gjorde en riktig furor under andra hälften av tjugonde århundradet.

För att förstå vad som är absolut noll,bör hänvisa till verk av sådana kända fysiker som G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac och W. Thomson. De spelade en nyckelroll för att skapa de huvudsakliga temperaturskalorna som hittills har använts.

Han föreslog sin första temperaturskala år 1714den tyska fysikern G. Fahrenheit. På samma gång, för absolut noll, det vill säga för den lägsta punkten i denna skala, togs temperaturen av blandningen, vilket innehöll snö och ammoniak. Nästa viktiga indikator var den normala kroppstemperaturen, som blev lika med 1000. Följaktligen kallades varje delning av denna skala "Fahrenheit", och själva skalan - "Fahrenheit-vågar".

Efter 30 år svensk astronom A. Celsius föreslog sin temperatur skala, där de viktigaste punkterna var temperaturen på smält is och kokpunkten för vatten. Denna skala kallas "Celsius-skalan", den är fortfarande populär i de flesta länder i världen, inklusive i Ryssland.

År 1802 genomförde han sina berömda experiment,Den franska forskaren J. Gay-Lussac upptäckte att volymen av gasmassan vid konstant tryck är direkt proportionellt mot temperaturen. Men det mest intressanta var att när temperaturen ändrades med 10 grader Celsius ökade eller minskade volymen med samma mängd. Efter att ha gjort de nödvändiga beräkningarna fastställde Gay-Lussac att detta värde var 1/273 av gasvolymen vid en temperatur som var lika med 0

Av denna lag följde den pågående slutsatsen: temperaturen är lika med -2730і, är den lägsta temperaturen, även när den kommer nära den, är det omöjligt att nå den. Det är denna temperatur som har kallats "absolut noll temperatur".

Dessutom den absoluta nollpunkten var utgångspunkten för att skapa den absoluta temperaturskalan, aktivt deltagande i vilket tog de brittiska fysikern William Thomson, även känd som Lord Kelvin.

Hans huvudforskning gällde bevisDet faktum att ingen kropp i naturen inte kan kylas lägre än absolut noll. Dessutom brukade han aktivt använda termodynamikens andra lag, varför den absoluta temperaturskala som han införde 1848 blev känd som den termodynamiska eller "Kelvin-skalan".

Under de följande åren och årtionden var det bara en numerisk förfining av begreppet "absolut noll", som efter många godkännanden började anses vara -273,150.

Det är också värt att notera att det absolutanoll spelar en mycket viktig roll i SI-systemet. Saken är att i 1960 vid den ordinarie generalkonferensen om vikter och mått var den termodynamiska temperaturen - kelvin - en av de sex grundläggande måttenheterna. Det var speciellt fastställt att en grad av Kelvin är numeriskt lika med en grad av Celsius, endast här referenspunkten "enligt Kelvin" anses vara absolut noll, det vill säga -273,150і.

Den grundläggande fysiska betydelsen av absolut nollbestår i det faktum att, i enlighet med de grundläggande fysiska lagarna, vid sådan temperatur är energin i rörelsen av elementära partiklar, såsom atomer och molekyler, noll, och i detta fall måste varje kaotisk rörelse av dessa partiklar upphöra. Vid en temperatur som är lika med absolut noll, måste atomerna och molekylerna uppta en klar position i kristallgitterets huvudpunkter och bilda ett beställt system.

För närvarande använder du en speciellutrustning, kunde forskare få en temperatur på endast några miljondelar av en bråkdel större än absolut noll. Det är fysiskt omöjligt att nå samma värde på grund av den andra lagen om termodynamik som beskrivs ovan.