Nol mutlak: sejarah penemuan dan aplikasi dasar

Konsep fisik

dari "nol mutlak" memiliki 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, mengacu pada karya fisikawan terkenal seperti D. Fahrenheit, Celcius A., J. Gay-Lussac dan W. Thomson.Mereka memainkan peran penting dalam penciptaan digunakan sampai sekarang timbangan suhu utama.

skala suhu pertama kali diusulkan pada 1714, fisikawan Jerman G. Fahrenheit.Pada saat yang sama dari nol absolut, yaitu, titik terendah dari skala, suhu campuran telah diadopsi, yang termasuk salju dan amonia.Faktor lain yang penting adalah suhu normal tubuh manusia, yang sama dengan 1000. Dengan demikian, masing-masing divisi dari skala telah disebut "derajat Fahrenheit" dan skala itu sendiri - ". Fahrenheit"

Setelah 30 tahun, Swedia astronom A. Celsius mengusulkan skala temperatur di mana titik utama adalah suhu es mencair dan titik air mendidih.Skala ini diberi nama "Celcius", masih populer di sebagian besar negara di dunia, termasuk di Rusia.

Pada tahun 1802, saat melakukan eksperimen terkenal, ilmuwan Perancis J. Gay-Lussac menemukan bahwa volume massa 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.Setelah melakukan perhitungan yang diperlukan, Gay-Lussac menemukan bahwa nilai ini sama dengan 1/273 dari volume gas pada suhu 0C.

Dari ini diikuti kesimpulan hukum: suhu -2730S adalah suhu terendah yang bahkan datang dekat, adalah mustahil untuk dicapai.Hal ini suhu ini disebut "nol mutlak."

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

penelitian utamanya menyangkut bukti bahwa tidak ada tubuh di alam tidak dapat didinginkan lebih rendah dari nol mutlak.Dia telah menggunakan hukum kedua termodinamika, bagaimanapun, memperkenalkan mereka pada tahun 1848, skala temperatur absolut bernama termodinamika atau "skala Kelvin."

Dalam tahun-tahun berikutnya dan dekade 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.Faktanya adalah bahwa pada tahun 1960, pada General Conference berikutnya tentang Berat dan Ukuran unit suhu termodinamika - Calvin - adalah salah satu dari enam unit utama pengukuran.Ini secara khusus menetapkan bahwa satu derajat Kelvin secara numerik sama dengan satu derajat Celcius, tapi itulah titik awal dari "Kelvin" dianggap nol mutlak, yang -273,150S.

arti fisik utama nol mutlak adalah bahwa, sesuai dengan hukum dasar fisika, pada suhu ini energi gerak partikel dasar, seperti atom dan molekul, adalah nol, dan dalam hal ini, harus menghentikan gerak acak ini samapartikel.Pada suhu nol mutlak, atom dan molekul harus mengambil posisi yang jelas dalam poin-poin utama dari kisi kristal, membentuk sebuah sistem yang teratur.

Saat ini, menggunakan peralatan khusus, para ilmuwan mampu untuk mendapatkan suhu hanya beberapa bagian per juta lebih tinggi dari nol mutlak.Untuk mencapai besaran yang sama ini secara fisik tidak mungkin karena hukum kedua yang dijelaskan di atas termodinamika.