Onko lämpötilalla ylärajaa?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Minulla tuli aiheesta väitelly, minusta lämpötilalla on ainakin teoreettinen yläraja, koska lämpöliike ei voi ylittää valonnopeutta. Miten asia on?

Niin ja voisiko joku laittaa linkkiä, jollekin sivulle missä asia esitetään, niin voin todistaa jos olen oikeassa. jos olen väärässä niin selittäkää miten on mahdollsita, että lämpötilalla ei ole ylärajaa, kun lämpöliike ei voi olla valonnopeutta korkeampi kuten Einstein jo kaun sitten meille kertoi.

Sivut

Kommentit (59)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26870
Liittynyt16.3.2005
Doctor
Minulla tuli aiheesta väitelly, minusta lämpötilalla on ainakin teoreettinen yläraja, koska lämpöliike ei voi ylittää valonnopeutta. Miten asia on?



Toivottavasti et sentään vetoa lyönyt.

Niin ja voisiko joku laittaa linkkiä, jollekin sivulle missä asia esitetään, niin voin todistaa jos olen oikeassa. jos olen väärässä niin selittäkää miten on mahdollsita, että lämpötilalla ei ole ylärajaa, kun lämpöliike ei voi olla valonnopeutta korkeampi kuten Einstein jo kaun sitten meille kertoi.

Lämpötila on suoraan verrannollinen systeemin keskimääräiseen sisäiseen energiaan vapausastetta kohti. Vapausasteita ovat esimerkiksi atomien erisuuntaiset värähtelyt hilassa, tai hiukkasten nopeudet eri koordinaattiakselien suuntaan kaasussa. Vaikka hiukkasen nopeudella onkin raja, valon nopeus, hiukkasen liike-energialla, ja siten lämpötilalla, ei ole.

En tiedä linkeistä, mutta kirjastosta löytyy korkeakoulun termodynamiikan peruskurssin oppikirja, jos et sanaani usko.

Eksoottisissa kvanttisysteemissä, jossa systeemin maksimienergia on rajoitettu (esimerkiksi kylmäfysiikan ydinspinviritykset), lämpötila on rajoitettu. Sellaisessa systeemissä termodynaaminen lämpötila voi olla myös negatiivinen, mikä on energialtaan rajoittamattomassa systeemissä mahdotonta.

totinen
Seuraa 
Viestejä4876
Liittynyt16.3.2005
Neutroni

Lämpötila on suoraan verrannollinen systeemin keskimääräiseen sisäiseen energiaan vapausastetta kohti. Vapausasteita ovat esimerkiksi atomien erisuuntaiset värähtelyt hilassa, tai hiukkasten nopeudet eri koordinaattiakselien suuntaan kaasussa. Vaikka hiukkasen nopeudella onkin raja, valon nopeus, hiukkasen liike-energialla, ja siten lämpötilalla, ei ole.
Energian ylittäessä rajatiheyden, se romahtaa mustaksi aukoksi.

Vierailija

http://www.astro.utu.fi/VISPA/vispa/vas ... m#Onko%20lämpötilalla%20ylärajaa

Tuolla on kohta jossa lukee Kun siirrytään suuriin lämpötiloihin ja suuriin nopeuksiin on nimittäin syytä muistaa, että liike-energia saadaan Einsteinin erikoisen suhteellisuusteorian mukaan relativistisesta kaavasta K = (1/(1-(v/c)2)0.5 - 1) mc2, missä m on hiukkasen massa levossa. Koska hiukkasen energia ei voi kasvaa äärettömän suureksi, ei hiukkasen nopeus voi täysin saavuttaa valon nopeutta - vaikka nopeus voi periaatteessa kasvaa äärimmäisen lähelle valon nopeutta. Siis aina - oli sitten kyse värähtelevistä tai suoraviivaisesti etenevistä hiukkasista, on niiden nopeuksille voimassa aito epäyhtälö v < c . Tästä seuraa lämpötilan yläraja.

Painotan viimeistä lausetta! Mo onko sillä ylärajaa vai ei! minusta sillä on, koska lämpöliike ei voi olla ääretttömnän nopeaa.
Vetoa en lyönyt.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26870
Liittynyt16.3.2005
totinen
Energian ylittäessä rajatiheyden, se romahtaa mustaksi aukoksi.

Niin siinä taitaa käydä, mutta ei mustan aukon muodostuminen energiaa hävitä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26870
Liittynyt16.3.2005
Doctor
Koska hiukkasen energia ei voi kasvaa äärettömän suureksi, ei hiukkasen nopeus voi täysin saavuttaa valon nopeutta



Hiukkasen energia voi kasvaa rajatta. Niin myös tuollaisista hiukkasista kostuvan systeemin lämpötila (joka, kuten muistetaan, on suoraan verrannollinen hiukkasten energiaan).

Siis aina - oli sitten kyse värähtelevistä tai suoraviivaisesti etenevistä hiukkasista, on niiden nopeuksille voimassa aito epäyhtälö v < c . Tästä seuraa lämpötilan yläraja.



No mikä se yläraja sitten mielestäsi on? Kun tunnet maksiminopeuden, saat maksimienergian, ja siitä edelleen lämpötilan. Korkeissa lämpötiloissa aine on plasmaa, jolle hiukkasen keskimääräinen energia E=3/2*k*T, jossa k on Boltzmannin vakio ja T lämpötila.

Painotan viimeistä lausetta! Mo onko sillä ylärajaa vai ei! minusta sillä on, koska lämpöliike ei voi olla ääretttömnän nopeaa.

No ei se fysiikka inttämisellä parane. Lämpötila on verrannollinen energiaan, ei nopeuteen (muuten kuin välillisesti, liike-energian kautta). Perustele nyt ensin itsellesi mikä on hiukkasen energian yläraja ja miksi.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26870
Liittynyt16.3.2005
Templebar
Entäs sitten tämä:

http://en.wikipedia.org/wiki/Planck_temperature

Siellähän puhutaan lämpötilan ylärajasta!

Siellä vain kerrotaan keskenään luonnonvakiota, ja saadaan ihmeellisiä lukuarvoja. Ei noilla Planckin suureilla ole mitään erityistä fysikaalista merkitystä. Jotkin Planckin suureet ovat sellaista suuruusluokkaa, että tuntemamme luonnonlait eivät tunne sellaisten olojen fysiikkaa. Se ei kuitenkaan ole minkäänlainen todiste jostain energian tai lämpötilan ylärajasta, vaan siitä, ettemme tiedä luonnosta vielä kaikkea.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005

Näköjään kvanttimekaaniset ilmiöt estävät lämpötilan nousun täysin rajatta, mikäli yritetään selvittää asioita nykyisen fysiikan keinoin. Rajaa ei kuitenkaan muodosta se, että hiukkasten nopeudet eivät nouse valon nopeutta korkeammalle (eikä edes valon nopeuteen)

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija

Lämpötilahan on kahden asian, eli atomien liike-energian ja törmäystiheyden funktio. Suurin mahdollinen liike-energia on rajallinen mutta tiheys voi olla ääretön. Lämpötilalla siis ei pitäisi olla ainakaan mitään reaalista maksimia.

Planckin lämpötilastahan kerrotaan että se on lämpötila jonka ylittyessä kaikki materia hajoaa ja muuttuu energiaksi. Korkein mahdollinen lämpötila se ei kuitenkaan ainakaan sen wikipedian jutun mukaan ole vaan se on vain lämpötila jonka jälkeen massa lakkaa olemasta. Siksi sitä pidetään korkeimpana mielekkäänä lämpötilana eikä sitä ylittävillä lämpötiloilla ole mitään merkitystä.

Mutta Plankin lämpötila aiheuttaisi toisen mielenkiintoisen pulman. Eli jos kerran lämpötila on äärellinen ja liike-energiakin on, silloin myöskin tiheyden pitäisi olla äärellinen. Onko sitten mielekästä puhua enää äärettömän tiheästä massakeskittymästä?

Mutta Planckin lämpötila onkin lämpötila alkuräjähdyksen ensimmäisellä hetkellä jolloin tuo massakeskittymä oli jo laajenemassa. Sitä mitä oli hetki ennen tuota ei edes voida mitata eikä siitä spekuloiminenkaan taida olla mielekästä.

Planckin lämpötila on siis korkein mahdollinen teoriassa mitattavissa oleva lämpötila.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
Deeku
Onko sitten mielekästä puhua enää äärettömän tiheästä massakeskittymästä?

Nykyisen fysiikan standardimallin keinot loppuvat jo mustan aukon tapahtumahorisontissa...

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26870
Liittynyt16.3.2005
Deeku
Lämpötilahan on kahden asian, eli atomien liike-energian ja törmäystiheyden funktio. Suurin mahdollinen liike-energia on rajallinen mutta tiheys voi olla ääretön. Lämpötilalla siis ei pitäisi olla ainakaan mitään reaalista maksimia.



Lyhyesti: ei ole. Lämpötila on energia vapausastetta kohti. Ei siihen tiheys ja törmäily vaikuta kuin hyvin välillisesti (vertaa vaikka Auringon fotosfääriä ja koronaa).

Siksi sitä pidetään korkeimpana mielekkäänä lämpötilana eikä sitä ylittävillä lämpötiloilla ole mitään merkitystä.



Niin, tai ainakaan lämpötila sellaisena kun me sen tunnemme ei ole enää mielekäs systeemin tilaa kuvaava suure. Kyllä tuo ainakin minusta on aivan eri asia kuin lämpötilan yläraja.

Onko sitten mielekästä puhua enää äärettömän tiheästä massakeskittymästä?

Ei toki, eikä kukaan tuollaisen ominaisuuksistaan kukaan asiasta ymmärtävä mitään väitäkään, ainakaan varmuutta tuntien. Äärettömän tiheä singulariteetti on kuitenkin mielekäs (tai ainakin paras käytössä oleva) approksimaatio tuntemattomalle massajakaumalle, kun tutkitaan gravitaatiovaikutuksia riittävän kaukana massakeskittymän ulkopuolella.

Vierailija

lämpo on lämpöliikettä. Lämpöliikkeellä on yläraja=Lämpötilalla on yläraja

Onko jollakin jotain mikä kumoaa tuon?

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat