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절대 영도란 무엇이며 달성할 수 있나요? 절대 영도

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고등 전문 교육을 위한 연방 주 예산 교육 기관

"보로네시 주립 교육 대학"

일반물리학과

주제에 : " 절대 영도온도"

완료자: 1학년 학생, FMF,

PI, 콘드라텐코 이리나 알렉산드로브나

확인자 : 일반부서 조교

물리학자 Afonin G.V.

보로네시-2013

소개……………………………………………………. 삼

1.절대 영점..........................................................4

2.연혁..........................................................................6

3. 절대 영도 근처에서 관찰되는 현상……….9

결론.......................................................................... 11

사용된 문헌 목록.................................................12

소개

수년 동안 연구자들은 절대온도 0도를 향해 나아가고 있습니다. 알려진 바와 같이, 절대 영도와 동일한 온도는 많은 입자 시스템의 바닥 상태, 즉 원자와 분자가 소위 "제로" 진동을 수행하는 가장 낮은 에너지를 갖는 상태를 특징으로 합니다. 따라서 절대 영도(절대 영도 자체는 실제로 도달할 수 없는 것으로 여겨짐)에 가까운 깊은 냉각은 물질의 특성을 연구할 수 있는 무한한 가능성을 열어줍니다.

1. 절대영도

절대 영도(덜 일반적으로 절대 영도)는 우주의 물리적 몸체가 가질 수 있는 온도의 최소 한계입니다. 절대 영도는 켈빈 척도와 같은 절대 온도 척도의 원점 역할을 합니다. 1954년 제10차 도량형 총회에서는 하나의 기준점, 즉 물의 삼중점을 사용하는 열역학적 온도 척도를 확립했는데, 그 온도는 273.16K(정확히)로 간주되었으며 이는 0.01°C에 해당합니다. 섭씨 온도는 절대 영도 −273.15°C에 해당합니다.

열역학의 적용 범위 내에서 절대 영도는 실제로 달성할 수 없습니다. 온도 규모에서의 그것의 존재와 위치는 관찰된 물리적 현상의 외삽으로부터 따르며, 그러한 외삽은 절대 영도에서 물질의 분자와 원자의 열 운동 에너지가 0, 즉 입자의 혼란스러운 움직임과 같아야 함을 보여줍니다 멈추고, 결정 격자의 노드에서 명확한 위치를 차지하면서 정렬된 구조를 형성합니다(액체 헬륨은 예외). 그러나 양자물리학의 관점에서 절대온도 0도에서는 입자의 양자적 특성과 입자를 둘러싼 물리적 진공으로 인해 발생하는 진동이 0입니다.

계의 온도가 절대 영도에 가까워짐에 따라 계의 엔트로피, 열용량, 열팽창 계수도 영에 가까워지고 계를 구성하는 입자들의 혼란스러운 움직임이 멈춥니다. 한마디로 물질은 초전도성과 초유동성을 지닌 초물질이 되는 것이다.

절대 영도는 실제로 도달할 수 없으며, 이에 극도로 가까운 온도를 얻는 것은 복잡한 실험적 문제를 나타내지만, 절대 영도에서 불과 100만분의 1도 떨어진 온도는 이미 얻어졌습니다. .

부피 V를 0으로 동일시하고 다음을 고려하여 섭씨 눈금에서 절대 영도의 값을 찾아보겠습니다.

따라서 절대 영도는 -273°C입니다.

이것은 Lomonosov가 예측했던 "가장 높거나 마지막 추위"인 자연의 극한, 최저 온도입니다.

그림 1. 절대 및 섭씨 눈금

단위 절대온도 SI 시스템에서는 켈빈(약어로 K)이라고 합니다. 따라서 섭씨 온도 1도는 켈빈 온도 1도와 같습니다. 즉, 1°C = 1K입니다.

따라서 절대 온도는 섭씨 온도와 실험적으로 결정된 a 값에 따라 달라지는 미분량입니다. 그러나 그것은 근본적으로 중요합니다.

분자 운동 이론의 관점에서 절대 온도는 원자나 분자의 혼란스러운 움직임의 평균 운동 에너지와 관련이 있습니다. T = 0K에서 분자의 열 이동이 중지됩니다.

2. 연혁

"절대 영도"라는 물리적 개념은 현대 과학에 매우 중요합니다. 이와 밀접하게 관련된 개념은 초전도성과 같은 개념이며, 이 개념은 20세기 후반에 진정한 센세이션을 일으켰습니다.

절대 영도가 무엇인지 이해하려면 G. Fahrenheit, A. Chelsea, J. Gay-Lussac 및 W. Thomson과 같은 유명한 물리학자의 작품을 참조해야 합니다. 그들은 오늘날에도 여전히 사용되는 주요 온도 눈금을 만드는 데 핵심적인 역할을 했습니다.

온도 척도를 최초로 제안한 사람은 1714년 독일의 물리학자 G. Fahrenheit였습니다. 동시에 눈과 암모니아를 포함하는 혼합물의 온도는 절대 영도, 즉 이 척도의 가장 낮은 지점으로 간주되었습니다. 다음으로 중요한 지표는 1000에 해당하는 정상적인 인체 온도였습니다. 따라서 이 눈금의 각 구분을 "화씨"라고 하고 눈금 자체를 "화씨 눈금"이라고 했습니다.

30년 후, 스웨덴의 천문학자 A. 셀시우스는 얼음의 녹는 온도와 물의 끓는점을 주요 포인트로 삼는 자신만의 온도 척도를 제안했습니다. 이 척도는 "섭씨 척도"라고 불리며 러시아를 포함한 세계 대부분의 국가에서 여전히 인기가 있습니다.

1802년에 프랑스 과학자 J. Gay-Lussac은 유명한 실험을 수행하면서 일정한 압력에서 기체의 부피가 온도에 직접적으로 의존한다는 사실을 발견했습니다. 그런데 가장 신기한 것은 온도가 섭씨 10도 변하면 기체의 부피도 같은 양만큼 증가하거나 감소한다는 것이었습니다. 필요한 계산을 수행한 후 Gay-Lussac은 이 값이 가스 부피의 1/273과 같다는 것을 발견했습니다. 이 법칙은 다음과 같은 명백한 결론에 이르렀습니다. -273°C에 해당하는 온도는 가장 낮은 온도이며, 그 온도에 가까이 다가가더라도 도달할 수 없습니다. 이 온도를 '절대영도'라고 합니다. 더욱이 절대 영도는 절대온도 척도 창설의 출발점이 되었으며, 여기에는 켈빈 경(Lord Kelvin)으로도 알려진 영국 물리학자 W. 톰슨(W. Thomson)이 적극적으로 참여했습니다. 그의 주요 연구는 자연계의 어떤 물체도 절대 영도 이하로 냉각될 수 없다는 것을 증명하는 것과 관련이 있었습니다. 동시에 그는 열역학 제2법칙을 적극적으로 사용했기 때문에 1848년에 그가 도입한 절대 온도 척도는 열역학 또는 "켈빈 척도"라고 불리기 시작했습니다. '절대영도'가 발생했습니다.

그림 2. 화씨(F), 섭씨(C), 켈빈(K) 온도 단위 사이의 관계입니다.

또한 절대 영도가 SI 시스템에서 매우 중요한 역할을 한다는 점도 주목할 가치가 있습니다. 문제는 1960년 다음 도량형 총회에서 열역학적 온도 단위인 켈빈이 6가지 기본 측정 단위 중 하나가 되었다는 것입니다. 동시에 1도 켈빈이 특별히 규정되었습니다.

수치적으로는 섭씨 1도와 동일하지만 "켈빈 단위" 기준점은 일반적으로 절대 0도로 간주됩니다.

절대 영도의 주요 물리적 의미는 기본 물리 법칙에 따라 해당 온도에서 원자 및 분자와 같은 기본 입자의 운동 에너지가 0이라는 것입니다. 이 경우 동일한 입자의 혼란스러운 움직임은 중지. 절대 영도와 동일한 온도에서 원자와 분자는 결정 격자의 주요 지점에서 명확한 위치를 차지하여 질서 있는 시스템을 형성해야 합니다.

요즘 과학자들은 특수 장비를 사용하여 절대 영도보다 몇 백만분의 1 정도 높은 온도를 얻을 수 있었습니다. 열역학 제2법칙으로 인해 이 값 자체를 달성하는 것은 물리적으로 불가능합니다.

3. 절대영도 부근에서 관찰되는 현상

절대 영도에 가까운 온도에서는 다음과 같은 거시적 수준에서 순수한 양자 효과를 관찰할 수 있습니다.

1. 초전도성은 특정 값(임계 온도) 아래의 온도에 도달할 때 전기 저항이 완전히 0이 되는 일부 재료의 특성입니다. 초전도 상태로 변환되는 수백 개의 화합물, 순수 원소, 합금 및 세라믹이 알려져 있습니다.

초전도성은 양자 현상입니다. 또한 초전도체의 부피에서 자기장이 완전히 변위되는 마이스너 효과(Meissner effect)가 특징입니다. 이 효과의 존재는 초전도가 단순히 고전적 의미의 이상적인 전도성으로 설명될 수 없음을 보여줍니다. 1986~1993년 개봉. 다수의 고온초전도체(HTSC)는 초전도체의 온도 한계를 훨씬 뛰어넘어 액체 헬륨 온도(4.2K)뿐만 아니라 액체의 끓는점에서도 초전도 물질의 실용화를 가능하게 했다. 질소(77K)는 훨씬 저렴한 극저온 액체입니다.

2. 초유동성 - 온도가 절대 영도(열역학적 위상)로 떨어질 때 발생하는 특수 상태(양자 액체)의 물질이 마찰 없이 좁은 슬릿과 모세관을 통해 흐르는 능력입니다. 최근까지 초유체성은 액체 헬륨에 대해서만 알려졌으나 지난 몇 년초유동성은 희박한 원자 보스 응축물과 고체 헬륨 등 다른 시스템에서도 발견되었습니다.

초유동성은 다음과 같이 설명됩니다. 헬륨 원자는 보존이기 때문에 양자 역학은 임의의 수의 입자가 동일한 상태에 있을 수 있도록 허용합니다. 절대 영도 근처에서 모든 헬륨 원자는지면 에너지 상태에 있습니다. 상태의 에너지는 불연속적이기 때문에 원자는 어떤 에너지도 받을 수 없고 인접한 에너지 준위 사이의 에너지 갭과 동일한 에너지만 받을 수 있습니다. 그러나 저온에서는 충돌 에너지가 이 값보다 작을 수 있으며 그 결과 에너지 소실이 발생하지 않습니다. 액체는 마찰 없이 흐를 것이다.

3. 보스 - 아인슈타인 응축수 - 집합 상태절대 영도에 가까운 온도(절대 영도보다 100만분의 1도 미만)로 냉각된 보존 기반 물질입니다. 이렇게 시원한 상태면 충분해요 큰 숫자원자는 가능한 최소 양자 상태에 있고 양자 효과는 거시적 수준에서 나타나기 시작합니다.

결론

절대 영도 근처의 물질 특성에 대한 연구는 과학과 기술 분야에서 큰 관심을 끌고 있습니다.

실온에서 열 현상(예: 열 잡음)으로 인해 가려져 있던 물질의 많은 특성은 온도가 감소함에 따라 점점 더 많이 나타나기 시작하여 주어진 물질에 내재된 패턴과 연결을 순수한 형태로 연구할 수 있습니다. 물질. 저온 분야의 연구를 통해 헬륨의 초유동성, 금속의 초전도성과 같은 많은 새로운 자연 현상을 발견할 수 있었습니다.

저온에서는 재료의 특성이 극적으로 변합니다. 일부 금속은 강도가 증가하여 연성이 높아지는 반면, 유리처럼 부서지기 쉬운 금속도 있습니다.

저온에서의 물리화학적 특성에 대한 연구는 미래에 미리 정해진 특성을 가진 새로운 물질을 만드는 것을 가능하게 할 것입니다. 이 모든 것은 우주선, 관측소 및 장비를 설계하고 제작하는 데 매우 중요합니다.

우주체에 대한 레이더 연구 중에 수신된 무선 신호는 매우 작아서 다양한 소음과 구별하기 어려운 것으로 알려져 있습니다. 최근 과학자들이 개발한 분자 발진기와 증폭기는 매우 낮은 온도에서 작동하므로 잡음 수준이 매우 낮습니다.

금속, 반도체 및 유전체의 저온 전기 및 자기 특성을 통해 근본적으로 새로운 미세한 무선 장치를 개발할 수 있습니다.

초저온은 예를 들어 거대한 핵 입자 가속기를 작동하는 데 필요한 진공을 생성하는 데 사용됩니다.

서지

http://wikipedia.org
http://rudocs.exdat.com
http://fb.ru

간단한 설명

절대 영도 (절대 영도) - 물의 삼중점 (얼음, 물 및 수증기의 세 단계의 평형점) 아래 273.16 K에서 시작하는 절대 온도의 시작입니다. 절대 영도에서는 분자의 움직임이 멈추고 운동이 '0'인 상태가 됩니다. 또는: 물질에 열에너지가 포함되지 않는 가장 낮은 온도입니다.

절대 영도 시작절대온도 판독. -273.16°C에 해당합니다. 현재 물리 실험실에서는 절대 영도를 초과하는 온도를 수백만 분의 몇도 정도만 얻을 수 있지만 열역학 법칙에 따르면 이를 달성하는 것은 불가능합니다. 절대 영도에서 시스템은 가능한 가장 낮은 에너지를 갖는 상태에 있고(이 상태에서 원자와 분자는 "제로" 진동을 수행함) 엔트로피가 0(제로)입니다. 무질서). 절대 영도점에서의 이상기체의 부피는 0과 같아야 하며, 이 점을 결정하기 위해 실제 헬륨기체의 부피는 다음과 같이 측정됩니다. 잇달아 일어나는낮은 압력(-268.9°C)에서 액화될 때까지 온도를 낮추고 액화가 없을 때 가스의 부피가 0이 되는 온도로 외삽합니다. 절대온도 열역학적스케일은 켈빈 단위로 측정되며 기호 K로 표시됩니다. 순수한 열역학적눈금과 섭씨 눈금은 단순히 서로 오프셋되어 있으며 K = °C + 273.16 ° 비율로 관련되어 있습니다.

이야기

"온도"라는 단어는 사람들이 더 뜨거운 물체에 많은 분량특수 물질 - 덜 가열 된 것보다 칼로리가 높습니다. 따라서 온도는 신체 물질과 칼로리의 혼합 강도로 인식되었습니다. 이러한 이유로 알코올 음료의 강도와 온도를 측정하는 단위를 동일도라고 합니다.

온도는 분자의 운동 에너지이므로 에너지 단위(예: SI 시스템의 줄 단위)로 측정하는 것이 가장 자연스럽습니다. 그러나 온도 측정은 분자 운동 이론이 만들어지기 오래 전에 시작되었으므로 실제 규모는 온도를 기존 단위(도)로 측정합니다.

켈빈 척도

열역학에서는 온도가 절대 영도(이론적으로 가능한 최소값에 해당하는 상태)부터 측정되는 켈빈 척도를 사용합니다. 내부에너지몸체), 1켈빈은 절대 영도에서 물의 삼중점(얼음, 물, 수증기가 평형 상태에 있는 상태)까지의 거리의 1/273.16과 같습니다. 볼츠만 상수는 켈빈을 에너지 단위로 변환하는 데 사용됩니다. 킬로켈빈, 메가켈빈, 밀리켈빈 등 파생 단위도 사용됩니다.

섭씨

일상생활에서는 섭씨온도를 사용하는데, 물의 어는점을 0, 물의 끓는점을 100°로 한다. 기압. 물의 어는점과 끓는점은 잘 정의되어 있지 않기 때문에 현재 섭씨 눈금은 켈빈 눈금을 사용하여 정의됩니다. 섭씨 1도는 1 켈빈과 동일하며 절대 영도는 -273.15 °C로 간주됩니다. 섭씨 눈금은 지구상에서 물이 매우 흔하고 우리의 삶이 물에 기반을 두고 있기 때문에 실제로 매우 편리합니다. 섭씨 0도는 기상학의 특별한 지점입니다. 대기의 물이 얼면 모든 것이 크게 바뀌기 때문입니다.

화씨

영국, 특히 미국에서는 화씨 단위를 사용합니다. 이 척도는 화씨가 살았던 도시에서 가장 추운 겨울의 기온부터 인체의 온도까지의 간격을 100도로 나눈 것입니다. 섭씨 0도는 화씨 32도이고, 화씨 1도는 섭씨 5/9도와 같습니다.

현재 화씨 눈금의 정의는 다음과 같습니다. 1도(1°F)는 대기압에서 물의 끓는점과 얼음이 녹는 온도 사이의 차이의 1/180에 해당하는 온도 눈금입니다. 얼음의 녹는 점은 +32 °F입니다. 화씨 눈금의 온도는 t °C = 5/9(t °F – 32), 1 °F = 5/9 °C 비율로 섭씨 눈금(t °C)의 온도와 관련됩니다. 1724년 G. Fahrenheit가 제안했습니다.

로뮈르 척도

1730년에 자신이 발명한 알코올 온도계를 기술한 R. A. Reaumur가 제안했습니다.

단위는 로뮈르(°R)이며, 1°R은 기준점 사이의 온도 간격(얼음이 녹는 온도(0°R)과 물이 끓는 온도(80°R))의 1/80과 같습니다.

1°R = 1.25°C.

현재는 더 이상 사용되지 않는 저울로, 작가의 조국인 프랑스에서 가장 오래 살아남았다.

온도 척도 비교

설명	켈빈	섭씨	화씨	뉴턴	로뮈르
절대 영도		−273.15	−459.67	−90.14	−218.52
화씨(소금과 얼음의 양이 같은) 혼합물의 녹는점			0	−5.87
물의 어는점(정상 조건)		0	32	0
평균 인체 온도¹		36.8	98.2	12.21
물의 끓는점(정상 조건)		100	212	33
태양 표면 온도	5800	5526	9980	1823

정상적인 인체 온도는 36.6°C ±0.7°C, 즉 98.2°F ±1.3°F입니다. 일반적으로 인용되는 98.6°F 값은 19세기 독일 값인 37°C를 화씨로 정확하게 변환한 것입니다. 이 값이 범위에 포함되지 않기 때문에 평온현대적인 생각에 따르면 이는 과도한(잘못된) 정확성을 포함하고 있다고 말할 수 있습니다. 이 표의 일부 값은 반올림되었습니다.

화씨와 섭씨 눈금의 비교

(의– 화씨 눈금, ℃– 섭씨 눈금)

영형에프	영형씨		영형에프	영형씨		영형에프	영형씨		영형에프	영형씨
-459.67 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -190 -180 -170 -160 -150 -140 -130 -120 -110 -100 -95 -90 -85 -80 -75 -70 -65	-273.15 -267.8 -240.0 -212.2 -184.4 -156.7 -128.9 -123.3 -117.8 -112.2 -106.7 -101.1 -95.6 -90.0 -84.4 -78.9 -73.3 -70.6 -67.8 -65.0 -62.2 -59.4 -56.7 -53.9		-60 -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -19 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5	-51.1 -48.3 -45.6 -42.8 -40.0 -37.2 -34.4 -31.7 -28.9 -28.3 -27.8 -27.2 -26.7 -26.1 -25.6 -25.0 -24.4 -23.9 -23.3 -22.8 -22.2 -21.7 -21.1 -20.6		-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19	-20.0 -19.4 -18.9 -18.3 -17.8 -17.2 -16.7 -16.1 -15.6 -15.0 -14.4 -13.9 -13.3 -12.8 -12.2 -11.7 -11.1 -10.6 -10.0 -9.4 -8.9 -8.3 -7.8 -7.2		20 21 22 23 24 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 125 150 200	-6.7 -6.1 -5.6 -5.0 -4.4 -3.9 -1.1 1.7 4.4 7.2 10.0 12.8 15.6 18.3 21.1 23.9 26.7 29.4 32.2 35.0 37.8 51.7 65.6 93.3

섭씨 온도를 켈빈 온도로 변환하려면 다음 공식을 사용해야 합니다. 티=티+티 0여기서 T는 켈빈 단위의 온도, t는 섭씨 온도, T 0 =273.15 켈빈입니다. 섭씨 1도의 크기는 켈빈과 같습니다.

절대 영도는 −273.15 °C의 온도에 해당합니다.

실제로 절대 영도는 달성할 수 없는 것으로 여겨집니다. 온도 규모에서의 그것의 존재와 위치는 관찰된 물리적 현상의 외삽으로부터 따르며, 그러한 외삽은 절대 영도에서 물질의 분자와 원자의 열 운동 에너지가 0, 즉 입자의 혼란스러운 움직임과 같아야 함을 보여줍니다 멈추고, 그들은 결정 격자의 노드에서 명확한 위치를 차지하면서 질서 있는 구조를 형성합니다. 그러나 실제로는 절대 영도에서도 물질을 구성하는 입자의 규칙적인 움직임은 그대로 유지됩니다. 영점 진동과 같은 나머지 진동은 입자의 양자 특성과 입자를 둘러싼 물리적 진공으로 인해 발생합니다.

현재, 물리 실험실에서는 단지 수백만 분의 1도 정도만 절대 영도를 초과하는 온도를 얻는 것이 가능합니다. 열역학 법칙에 따르면 그것을 달성하는 것은 불가능합니다.

노트

문학

G. Burmin. 절대 영도에 대한 공격. - M.: “아동문학”, 1983.

또한보십시오

위키미디어 재단. 2010.

다른 사전에 "절대 영도"가 무엇인지 확인하십시오.

절대 영점(ABSOLUTE ZERO), 시스템의 모든 구성 요소가 양자 역학 법칙에서 허용하는 최소량의 에너지를 갖는 온도입니다. 켈빈 온도 눈금에서 0, 즉 273.15°C(화씨 459.67°)입니다. 이 온도에... 과학 기술 백과사전

온도는 신체가 가질 수 있는 온도의 최소 한계입니다. 절대 영도는 켈빈 눈금과 같은 절대 온도 눈금의 시작점 역할을 합니다. 섭씨 눈금에서 절대 영도는 -273의 온도에 해당합니다 ... Wikipedia

절대 영점 온도- 열역학적 온도 척도의 시작 물 아래(참조) 273.16 K(켈빈)에 위치합니다. 273.16°C(섭씨)와 같습니다. 절대 영도는 자연에서 가장 낮은 온도이며 실제로 도달할 수 없는 온도입니다. 빅 폴리테크닉 백과사전

이는 신체가 가질 수 있는 최소 온도 한계입니다. 절대 영도는 켈빈 눈금과 같은 절대 온도 눈금의 시작점 역할을 합니다. 섭씨 눈금에서 절대 영도는 −273.15 °C의 온도에 해당합니다.... ... Wikipedia

절대 영도는 신체가 가질 수 있는 최소 온도 한계입니다. 절대 영도는 켈빈 눈금과 같은 절대 온도 눈금의 시작점 역할을 합니다. 섭씨 눈금에서 절대 영도는... ... Wikipedia에 해당합니다.

Razg. 방치됨 하찮고 하찮은 사람. FSRY, 288; 방탄소년단, 24세; ZS 1996, 33 ...

영- 절대 영도… 러시아어 숙어 사전

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절대 영(영). Razg. 방치됨 하찮고 하찮은 사람. FSRY, 288; 방탄소년단, 24세; ZS 1996, 33V 0. 1. 항아리. 그들은 말한다 농담. 철. 심한 중독에 대해. Yuganovs, 471; Vakhitov 2003, 22. 2. Zharg. 음악 정확히는 완전히 일치합니다. ... 러시아어 속담의 큰 사전

순수한- 절대부조리, 절대권위, 절대무결함, 절대무질서, 절대허구, 절대면역, 절대지도자, 절대최소, 절대군주, 절대도덕, 절대영… 러시아어 숙어 사전

서적

절대 영도, 절대 파벨. 네스 종족의 미친 과학자의 모든 창조물의 수명은 매우 짧습니다. 그러나 다음 실험이 존재할 가능성이 있습니다. 그 앞에는 어떤 일이 기다리고 있을까?...

절대 온도 0은 영하 섭씨 273.15도, 화씨 영하 459.67도에 해당합니다. 켈빈 온도 눈금의 경우 이 온도 자체가 영점입니다.

절대 영도의 본질

절대 영도의 개념은 온도의 본질에서 비롯됩니다. 동안 외부 환경으로 방출되는 모든 신체. 동시에 체온이 감소합니다. 에너지가 덜 남습니다. 이론적으로 이 과정은 에너지 양이 신체가 더 이상 에너지를 방출할 수 없는 최소 수준에 도달할 때까지 계속될 수 있습니다.
그러한 아이디어의 먼 선구자는 이미 M.V. Lomonosov에서 찾을 수 있습니다. 러시아의 위대한 과학자는 열을 "회전" 운동으로 설명했습니다. 결과적으로 최대 냉각 정도는 이러한 움직임을 완전히 멈추는 것입니다.

현대 개념에 따르면 절대 영도는 분자의 에너지 수준이 가장 낮은 온도입니다. 더 적은 에너지로, 즉 더 낮은 온도에서는 육체가 존재할 수 없습니다.

이론과 실습

절대 영도는 이론적인 개념이므로 가장 정교한 장비를 갖춘 과학 실험실에서도 원칙적으로 이를 달성하는 것은 불가능합니다. 그러나 과학자들은 절대 영도에 가까운 매우 낮은 온도까지 물질을 냉각시키는 데 성공했습니다.

그러한 온도에서는 물질이 획득됩니다. 놀라운 속성, 정상적인 상황에서는 가질 수 없습니다. 액체에 가까운 상태이기 때문에 "살아있는 은"이라고 불리는 수은은 이 온도에서 고체가 되어 못을 박는 데 사용할 수 있을 정도입니다. 일부 금속은 유리처럼 부서지기 쉽습니다. 고무도 그만큼 단단해집니다. 절대 영도에 가까운 온도에서 고무 물체를 망치로 치면 유리처럼 깨집니다.

이러한 특성 변화는 열의 특성과도 관련이 있습니다. 육체의 온도가 높을수록 분자의 움직임은 더 강렬하고 혼란스러워집니다. 온도가 낮아지면 움직임의 강도가 약해지고 구조가 더욱 정돈됩니다. 그래서 기체는 액체가 되고, 액체는 고체가 됩니다. 질서의 궁극적인 수준은 결정 구조입니다. 초저온에서는 어떤 물질이라도 정상적인 상태예를 들어 고무와 같이 무정형으로 유지됩니다.

흥미로운 현상은 금속에서도 발생합니다. 결정 격자의 원자는 더 적은 진폭으로 진동하고 전자 산란이 감소하므로 전기 저항이 감소합니다. 금속은 초전도성을 획득하고, 실제 사용달성하기는 어렵지만 매우 유혹적입니다.

출처:

리바노바 A. 저온, 절대 영도 및 양자 역학

몸– 이것은 물리학의 기본 개념 중 하나로 물질이나 물질의 존재 형태를 뜻한다. 이것 물질적 대상, 이는 부피와 질량으로 특징지어지며, 때로는 다른 매개변수로도 특징지워집니다. 육체는 경계에 의해 다른 육체와 명확하게 구분됩니다. 신체에는 몇 가지 특별한 유형이 있으며, 이들의 목록을 분류로 이해해서는 안 됩니다.

역학에서 육체는 물질적 지점으로 가장 자주 이해됩니다. 이것은 일종의 추상화이며, 그 주요 속성은 다음과 같습니다. 실제 치수특정 문제를 해결하기 위한 기관은 무시될 수 있습니다. 즉, 물질점은 치수, 형태, 기타 유사한 특성을 갖는 매우 구체적인 신체이지만 기존 문제를 해결하는 데 중요하지 않습니다. 예를 들어 경로의 특정 구간에 있는 물체의 수를 세어야 하는 경우 문제를 해결할 때 물체의 길이를 완전히 무시할 수 있습니다. 역학에서 고려하는 또 다른 유형의 물리적 몸체는 절대 강체입니다. 이러한 몸체의 메커니즘은 재료 지점의 메커니즘과 완전히 동일하지만 추가로 다른 속성도 있습니다. 절대 강체는 점으로 구성되지만, 점 사이의 거리나 질량 분포는 몸체에 가해지는 하중에 따라 변하지 않습니다. 이는 변형될 수 없음을 의미합니다. 절대적으로 강체의 위치를 결정하려면 강체에 연결된 좌표계(일반적으로 데카르트)를 지정하는 것으로 충분합니다. 대부분의 경우 질량 중심은 좌표계의 중심이기도 합니다. 절대적으로 강체는 없지만 많은 문제를 해결하기 위해 이러한 추상화는 매우 편리합니다. 그러나 상대론적 역학에서는 고려되지 않습니다. 속도가 빛의 속도와 비슷한 움직임의 경우 이 모델은 내부 모순을 보여주기 때문입니다. 절대 반대야 입체변형된 신체이다.

온도가 얼마나 낮은지 생각해 본 적이 있나요? 절대 영도란 무엇입니까? 인류가 그것을 달성할 수 있을까요? 그러한 발견 후에는 어떤 기회가 열리게 될까요? 이러한 질문과 기타 유사한 질문은 오랫동안 많은 물리학자들과 호기심 많은 사람들의 마음을 사로잡았습니다.

절대 영도 란 무엇입니까?

어릴 때부터 물리학을 좋아하지 않았더라도 온도라는 개념은 익숙할 것입니다. 분자 운동 이론 덕분에 이제 우리는 물질과 분자 및 원자의 움직임 사이에 특정한 정적 연결이 있다는 것을 알고 있습니다. 육체의 온도가 높을수록 원자의 움직임은 더 빨라지고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. "기본 입자가 제자리에서 동결되는 하한이 있습니까?"라는 질문이 생깁니다. 과학자들은 이것이 이론적으로 가능하다고 믿고 있으며 온도계는 섭씨 -273.15도에 있을 것입니다. 이 값을 절대 영점이라고 합니다. 즉, 이는 육체가 냉각될 수 있는 최소한의 한계입니다. 절대 영도가 기준점이고 눈금의 단위 분할이 1도인 절대 온도 눈금(켈빈 눈금)도 있습니다. 전 세계 과학자들은 이를 달성하기 위해 계속해서 노력하고 있습니다. 주어진 값, 이것은 인류에게 큰 전망을 약속하기 때문입니다.

이것이 왜 그렇게 중요합니까?

극도로 낮은 온도와 극도로 높은 온도는 초유동성 및 초전도성의 개념과 밀접한 관련이 있습니다. 초전도체에서 전기 저항이 사라지면 상상할 수 없는 효율 값을 달성하고 에너지 손실을 없앨 수 있습니다. 우리가 '절대영도'의 가치에 자유롭게 도달할 수 있는 방법을 찾을 수 있다면 인류의 많은 문제가 해결될 것입니다. 레일 위를 떠다니는 기차, 더 가볍고 작아진 엔진, 변압기와 발전기, 고정밀 자기뇌파 검사, 고정밀 시계 등은 초전도가 우리 삶에 가져올 수 있는 몇 가지 예에 불과합니다.

최신 과학 발전

2003년 9월, MIT와 NASA의 연구원들은 나트륨 가스를 기록적인 최저 수준으로 냉각시킬 수 있었습니다. 실험 동안 그들은 결승선(절대 영도)에서 5억분의 1도밖에 모자랐습니다. 테스트 중에 나트륨은 지속적으로 자기장에 있었기 때문에 용기 벽에 닿지 않았습니다. 온도 장벽을 극복할 수 있다면 가스 내 분자 운동은 완전히 멈출 것입니다. 왜냐하면 그러한 냉각은 나트륨으로부터 모든 에너지를 추출하기 때문입니다. 연구진은 저자(Wolfgang Ketterle)가 2001년에 받은 기술을 사용했습니다. 노벨상물리학에서. 테스트의 핵심은 보스-아인슈타인 응축의 가스 과정이었습니다. 한편, 절대 영도는 극복할 수 없을 뿐만 아니라 달성할 수 없는 값이라는 열역학 제3법칙을 아직 취소한 사람은 아무도 없습니다. 또한 하이젠베르크의 불확정성 원리가 적용되며 원자는 자신의 궤도에서 멈출 수 없습니다. 따라서 과학자들은 무시할 수 있는 거리까지 접근할 수 있었지만 현재로서는 절대 영도에 도달할 수 없습니다.

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