Absolūtais nulle: atklāšanas vēsture un galvenā lieta

Fiziskā jēdziena "absolūta nulles temperatūra"mūsdienu zinātne ir ļoti svarīga: tā ir cieši saistīta ar tādu koncepciju kā supravadītspēja, kuras atklāšana XX gadsimta otrajā pusē bija patiess fenors.

Lai saprastu, kas ir absolūts nulle,vajadzētu atsaukties uz tādu slavenu fiziķu darbiem kā G. Farenheits, A. Celsijs, J. Gay-Lussac un W. Thomson. Viņiem bija galvenā loma galveno temperatūras skalu izveidē, kas līdz šim tika izmantoti.

Viņš piedāvāja savu pirmo temperatūras skalu 1714. gadāvācu fiziķis G. Fahrenheits. Tajā pašā laikā absolūtai nullei, tas ir, šīs skalas zemākajā punktā tika ņemta maisījuma temperatūra, kas ietvēra sniegu un amonjaku. Nākamais svarīgais rādītājs bija normāla cilvēka ķermeņa temperatūra, kas kļuva vienāda ar 1000. Attiecīgi katrs šī mēroga dalījums saucās par "Fahrenheitu", un pati skala - "Fahrenheita svari".

Pēc 30 gadiem Zviedrijas astronoms A. Celsija ierosināja savu temperatūras skalu, kur galvenie punkti bija ledus kušanas temperatūra un ūdens viršanas temperatūra. Šo mērogu sauc par "Celsija mērogu", tas joprojām ir populārs vairumā pasaules valstu, arī Krievijā.

1802. gadā, veicot savus slavenos eksperimentus,franču zinātnieks J. Gay-Lussac atklāja, ka gāzes masas tilpums nemainīgā spiedienā ir tieši proporcionāls temperatūrai. Bet visinteresantākais bija tas, ka tad, kad temperatūra tika mainīta par 10 grādiem pēc Celsija, gāzes apjoms palielinājās vai samazinājās par tādu pašu daudzumu. Pēc nepieciešamo aprēķinu veikšanas Gay-Lussac konstatēja, ka šī vērtība bija 1/273 no gāzes tilpuma 0 ° C temperatūrā.

No šī likuma izriet secinājums: temperatūra, kas vienāda ar -2730С, ir viszemākā temperatūra, pat tuvojoties tai, to nav iespējams sasniegt. Šī temperatūra ir saņēmusi nosaukumu "absolūta nulles temperatūra."

Bez tam, absolūtais nulle kļuva par sākumpunktu, lai radītu absolūto temperatūras skalu, kurā aktīvi piedalījās angļu fiziķis W. Thomson, pazīstamais arī kā lords Kelvins.

Viņa galvenais pētījums attiecas uz pierādījumiem.ka nevienu ķermeņa dabā nevar atdzesēt zemāk par absolūto nulli. Tajā pašā laikā viņš aktīvi izmantoja termodinamikas otro likumu, tādēļ absolūtā temperatūras skala, kuru viņš ieviesa 1848. gadā, sauca par termodinamisko jeb "Kelvina skalu".

Turpmākajos gados un gadu desmitos notika tikai absolūts nulles jēdziena skaitliskā precizēšana, kas pēc daudziem apstiprinājumiem tika uzskatīta par vienādu ar -273.150С.

Ir arī vērts atzīmēt, ka absolūtsNullei ir ļoti svarīga loma SI sistēmā. Fakts ir tāds, ka 1960. gadā regulārajā Vispārējā konferencē par pasākumiem un svariem termodinamiskā temperatūras vienība - kelvins - kļuva par vienu no sešām pamata mērvienībām. Šajā gadījumā tika īpaši noteikts, ka viena Kelvina pakāpe ir skaitliski vienāda ar vienu Celsija grādu, izņemot to, ka absolūtais nulle, tas ir, -273.150 С, tiek uzskatīts par "Kelvina" atskaites punktu.

Fiziskās absolūto nulles fizisko nozīmiir tas, ka saskaņā ar fiziskajiem pamatlikumiem šādā temperatūrā elementāru daļiņu kustības enerģija, piemēram, atomi un molekulas, ir nulle, un šajā gadījumā jebkura šo daļiņu izlases kustība būtu jāpārtrauc. Temperatūrai, kas ir vienāda ar absolūto nulli, atomiem un molekulām jābūt krasas pozīcijas kristāla režģa galvenajos punktos, veidojot sakārtotu sistēmu.

Pašlaik izmanto īpašuiekārtas, zinātnieki varēja iegūt temperatūru, tikai dažus miljonus daļu pārsniedzot absolūto nulli. Fiziski nav iespējams sasniegt šo vērtību, jo ir aprakstīts otrais termodinamikas likums.