Nol mutlak: sejarah penemuan dan penerapan mendasar

Konsep fisik "nol mutlak" adalah untuk ilmu pengetahuan modern sangat penting: itu terkait erat dengan konsep seperti superkonduktivitas, pembukaan yang menciptakan kehebohan di paruh kedua abad kedua puluh.

Untuk memahami apa yang nol mutlak, lihat karya-karya fisikawan terkenal seperti, seperti G. Fahrenheit, Celsius, A., J. Gay-Lussac dan William Thomson. Mereka memainkan peran kunci dalam penciptaan digunakan sampai sekarang timbangan suhu utama.

Pertama skala suhu yang diusulkan pada tahun 1714, fisikawan Jerman G. Fahrenheit. Jadi untuk nol mutlak, yaitu, titik terendah dari skala, suhu campuran itu diambil, yang termasuk salju dan amonia. Faktor penting berikutnya adalah suhu normal tubuh manusia, yang sama dengan 1000. Dengan demikian, masing-masing divisi dari skala ini disebut "derajat Fahrenheit" dan skala itu sendiri - "Fahrenheit"

Setelah astronom 30 tahun Swedia A. Celsius mengusulkan skala temperatur di mana titik-titik dasar menjadi suhu leleh es dan titik didih air. Skala ini diberi nama "Celcius", masih populer di sebagian besar negara di dunia, termasuk di Rusia.

Pada 1802 tahun, menggesekkan eksperimen terkenal, ilmuwan Perancis J. Gay Lussac menemukan bahwa massa volume gas pada tekanan konstan secara langsung tergantung pada suhu. Tapi yang paling menarik adalah fakta bahwa ketika suhu 10 celcius, jumlah kenaikan gas atau menurun dengan jumlah yang sama. Membuat perhitungan yang diperlukan, Gay-Lussac menemukan bahwa nilai ini sama dengan 1/273 dari volume gas pada suhu 0C.

Dari hukum ini diikuti kesimpulannya adalah bahwa suhu sama dengan -2730S adalah suhu terendah, bahkan akan berakhir, adalah mustahil untuk dicapai. Hal ini suhu ini disebut "nol mutlak."

Selain itu, nol mutlak adalah titik awal untuk menciptakan skala temperatur absolut, partisipasi aktif dalam yang mengambil fisikawan Inggris William Thomson, juga dikenal sebagai Lord Kelvin.

Penelitian utamanya bersangkutan bukti bahwa tidak ada tubuh di alam, tidak dapat didinginkan lebih rendah dari nol mutlak. Namun, ia telah menggunakan kedua hukum termodinamika, oleh karena itu, memperkenalkan mereka pada tahun 1848, skala temperatur absolut dikenal sebagai termodinamika atau "skala Kelvin."

Pada tahun-tahun dan dekade berikutnya itu berlangsung hanya spesifikasi numerik dari konsep "nol mutlak", yang setelah banyak persetujuan dianggap -273,150S sama.

Hal ini juga harus dicatat bahwa nol mutlak memainkan peran yang sangat penting dalam sistem SI. Masalahnya adalah bahwa pada tahun 1960, pada Konferensi Umum berikutnya tentang Berat dan Ukuran Satuan suhu termodinamika - kelvin - menjadi salah satu dari enam unit utama pengukuran. Dengan demikian secara khusus menetapkan bahwa satu derajat Kelvin secara numerik sama dengan satu derajat Celcius, kecuali bahwa "Kelvin" titik referensi dianggap nol mutlak, yaitu -273,150S.

arti fisik dasar dari nol mutlak terdiri dalam kenyataan bahwa, sesuai dengan hukum dasar fisika, pada suhu ini energi gerak dari partikel elementer seperti atom dan molekul sama dengan nol, dan dalam hal ini untuk menghentikan gerakan acak dari partikel-partikel yang sama. Pada suhu nol mutlak, atom dan molekul harus mengambil posisi yang jelas dalam poin-poin utama dari kisi kristal, membentuk sistem memerintahkan.

Saat ini, dengan menggunakan peralatan khusus, para peneliti mampu untuk mendapatkan suhu hanya beberapa ppm lebih tinggi dari nol mutlak. Untuk mencapai besarnya sama secara fisik tidak mungkin karena hukum kedua yang dijelaskan di atas termodinamika.