Absolútna nula
Absolútna nula je teplota, pri ktorej majú častice hmoty (molekuly a atómy) najnižšiu energiu. Niektorí ľudia si myslia, že pri absolútnej nule častice strácajú všetku energiu a prestávajú sa pohybovať. To nie je správne. V kvantovej fyzike existuje niečo, čo sa nazýva energia nulového bodu, čo znamená, že aj po odstránení všetkej energie z častíc majú tieto častice stále určitú energiu. Je to spôsobené Heisenbergovým princípom neurčitosti, ktorý hovorí, že čím viac sa vie o polohe častice, tým menej sa dá vedieť o jej hybnosti, a naopak. Časticu preto nemožno úplne zastaviť, pretože potom by bola známa jej presná poloha a hybnosť.
Niektorí ľudia vytvorili teploty veľmi blízke absolútnej nule: rekordná teplota bola 100 pK (sto pikokelvinov, rovná sa 10-10 kelvinov) nad absolútnou nulou. Dokonca aj priblíženie sa k absolútnej nule je ťažké, pretože všetko, čo by sa dotýkalo objektu ochladzovaného v blízkosti absolútnej nuly, by odovzdávalo teplo objektom. Vedci pri ochladzovaní objektov na veľmi nízke teploty používajú lasery na spomalenie atómov.
Kelvinova a Rankinova teplotná stupnica sú definované tak, že absolútna nula je 0 kelvinov (K) alebo 0 Rankinových stupňov (°R). Celziova a Fahrenheitova stupnica sú definované tak, že absolútna nula je -273,15 °C alebo -459,67 °F.
V tejto fáze je tlak častíc nulový. Ak k nemu zostrojíme graf, vidíme, že teplota častíc je nulová. Teplota už nemôže ďalej klesať. Taktiež sa častice nemôžu pohybovať ani "opačne", pretože keďže pohyb častíc je vibrácia, vibrácia opačným smerom by nebola ničím iným, ako obyčajným opätovným vibrovaním. Čím viac sa teplota objektu blíži k absolútnej nule, tým menší odpor kladie materiál elektrine, preto bude viesť elektrinu takmer dokonale, bez merateľného odporu.
Tretítermodynamický zákon hovorí, že nič nemôže mať teplotu absolútnej nuly.
Druhý termodynamický zákon hovorí, že všetky motory poháňané teplom (napríklad motory automobilov a parné vlakové motory) musia uvoľňovať odpadové teplo a nemôžu byť stopercentne účinné. Je to preto, že účinnosť (percento energie, ktorú motor spotrebuje a ktorá sa skutočne použije na vykonanie práce motora) je 100 % × (1 - vonkajšia strana / vnútorná strana), čo je 100 % len vtedy, ak je vonkajšia teplota absolútna nula, čo nemôže byť. Motor teda nemôže mať 100 % účinnosť, ale jeho účinnosť sa môže priblížiť k 100 % tým, že vnútorná teplota bude vyššia a/alebo vonkajšia teplota nižšia.
Nula kelvinov (-273,15 °C) je definovaná ako absolútna nula.
Súvisiace stránky
- Absolútna teplota
- Absolútne horúce
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je absolútna nula?
Odpoveď: Absolútna nula je teplota, pri ktorej častice hmoty (molekuly a atómy) dosahujú najnižšiu energiu.
Otázka: Znamená absolútna nula, že častice stratia všetku energiu a prestanú sa pohybovať?
Odpoveď: Nie, v kvantovej fyzike existuje niečo, čo sa nazýva energia nulového bodu, čo znamená, že aj po odstránení všetkej energie z častíc majú častice stále určitú energiu v dôsledku Heisenbergovho princípu neurčitosti.
Otázka: Aká rekordná teplota bola dosiahnutá v blízkosti absolútnej nuly?
Odpoveď: Rekordná teplota bola 100 pK (sto pikokelvinov, rovná sa 10-10 kelvinov) nad absolútnou nulou.
Otázka: Ako vedci ochladzujú objekty na veľmi nízke teploty?
Odpoveď: Pri ochladzovaní objektov na veľmi nízke teploty vedci používajú lasery na spomalenie atómov.
Otázka: Ako sú definované stupnice Celzia a Fahrenheita vzhľadom na absolútnu nulu?
Odpoveď: Celziova a Fahrenheitova stupnica sú definované tak, že absolútna nula je -273,15 °C alebo -459,67 °F.
Otázka: Čo hovorí tretí termodynamický zákon o absolútnej nule?
Odpoveď: Tretí termodynamický zákon hovorí, že nič nemôže mať teplotu absolútnej nuly.
Otázka: Ako možno zvýšiť účinnosť motora bližšie k 100 %?
Odpoveď: Podľa druhého termodynamického zákona možno účinnosť motora zvýšiť bližšie k 100 % zvýšením vnútornej teploty a/alebo znížením vonkajšej teploty.
