Apsolutna nula
Apsolutna nula je pojam koji uslovno označava temperaturu, a u stvari označava stanje materije u kojem je termodinamički sistem na najnižem nivou, odnosno ima najnižu energiju.
Historija
urediPojam apsolutna nula je vjerovatno prvi odredio Gijom Amonton u drugoj polovini 17. vijeka.
On je bio savremenik Roberta Boylea i Edme Mariottea, koji su postavili Boyle-Mariotteov zakon kojim se dokazuje da: ako pritisak nekog gasa raste, proporcionalno se smanjuje njegova zapremina.
Francuski izumitelj i fizičar Guillaume Amontons je proširio njihova istraživanja mjerenjem temperature gasa pod pritiskom. Primijetio je da ravnomjerna smanjenja temperature izazivaju proporcionalna smanjenja pritiska. Iz ovog zapažanja je izveo zaključak, da bi dalje smanjenje temperature dovelo do toga da pritisak gasa, na nekoj konačnoj temperaturi, bude jednak nuli. Kako pritisak ne može da ima negativnu vrijednost, zaključio je da najniža temperatura, mora da ima neku konačnu vrijednost. Njegova procjena je bila da ta konačna temperatura - apsolutna nula ima vrijednost -240 °C.
Kasnije su Šarl i Gej-Lisak formulisali taj zakon u strožijem obliku putem njihovog Gay-Lussacovog zakona. Oni su dokazali da pad pritiska, pri opadanju temperature za 1 °C iznosi 273 dio pritiska, koji taj gas ima na 0 °C. Tako je apsolutna nula bila utvrđena na -273 °C. Kombinacijom Boyle-Mariotteovog zakona i Charlesovog zakona dobija se Vezani plinski zakon. Ovi plinski zakoni u kombinaciji sa Avogadrovim zakonom se uopšteno nazivaju Zakon idealnog plina.
Gdje se spominje
urediApsolutna nula kao pojam, najčešće se koristi u prirodnim naukama, ali također i u društvenim naukama kao na primjer u filozofiji kao i u fizici itd. O apsolutnoj nuli se među naučnicima vode različite teoretske polemike zavisno o datom gledanju na problem: svemirski, terestijalni ili subatomski odnosi. Sam princip definisanja pojma nije logički ispravan, ali je u praksi prihvaćen.
Oznaka
urediOznaka za to stanje je 0 Kelvina (preciznije je, ali ne i precizno reći stanje nego temperatura, kad te temperature nema, odnosno energije).
0 Kelvina odgovara -273,150 C (stepeni celzijusove skale) i odnosi se na najnižu temperaturu koju neki sistem može da ostvari.
Gas pod stalnim pritiskom sabija se kako se njegova temperatura smanjuje. Savršen gas bi na apsolutnoj nuli dostigao nultu zapreminu.
Međutim, stvarni gas se kondenzuje u tečno ili čvrsto stanje na teperaturi višoj od apsolutne nule.
Na apsolutnoj nuli molekularna energija sistema je minimalna i ne može prelaziti u druge sisteme.
Kelvinova temperaturna ljestvica ima apsolutnu nulu kao svoj nulti podiok, a njena osnovna jedinica je kelvin.
Gdje se koristi
urediRezultati francuskog fizičara Guillaumea Amontonsa se koriste u rashladnim i klima uređajima. Tu se ne ide do apsolutne nule, ali principi do kojih je došao - veza između temeprature i pritiska gasa doveli su do pronalaska toplotne mašine.
Temperatura ispod apsolutne nule
urediU januaru 2013. godine fizičari su objavili da su sačinili kvantni gas koji se sastojao od atoma kalija sa negativnom temperaturom u pokretnim stepenima slobode, po prvi put. [1]