Absoluuttisen nollapisteen määritelmä

Seuraa 
Viestejä135
Liittynyt26.3.2006

Miten tuo absoluuttinen nollapiste on määritelty? Miten on päädytty määrittelemään se eo. tavalla?

-welpe

Kommentit (8)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005

Absoluuttinen nollapiste on systeemin alin energiatila. Energian ääriarvo on selkeästi määritelty ja fysikaalisesti käyttökelpoinen asia.

Absoluuttinen nollapiste ei merkitse nollaenergiaa. Luonnossa, joka näyttää noudattavan kvanttimekaniikkaa, se on mahdotonta. Kvanttimekaniikassakin on kuitenkin kaikilla systeemeillä hyvin määritelty perustila, jonka nollasta poikkeava energia on alin mahdollinen.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
Neutroni
Kvanttimekaniikassakin on kuitenkin kaikilla systeemeillä hyvin määritelty perustila, jonka nollasta poikkeava energia on alin mahdollinen.



Niin. Tämän takia esimerkiksi nimim. Goswellin mainostama "avaruus, joka ei ole mitään" on mahdoton. Itse avaruudellakin on alin mahdollinen energiatila: nollapiste-energia tai tyhjiöenergia.

∞ = ω^(1/Ω)

myl
Seuraa 
Viestejä224
Liittynyt18.11.2010

Oletan että kysytään lämpötilan absoluuttista nollapistettä.

Se voidaan määritellä usealla tavalla, mutta havainnollisin ja lähinnä jokapäiväistä elämää on klassinen ideaalikaasuun perustuva määritelmä.

Hyvin lyhyesti esitettynä:
Lämpötila on T=pV/nR, jossa p on kaasun paine, V tilavuus, n kaasun ainemäärä ja R luonnonvakio (kaasuvakio).

Kun lämpötilaa T lasketaan, kaasun tilavuus V pienenee. Piste jossa V=0 on lämpötilan absoluuttinen nollapiste. Reaalikaasuilla tilavuus ei tietenkään mene nollaksi, mutta silloin voidaan lämpötila T=0 ekstrapoloida lämpötila-alueelta, jossa kaasu käyttäytyy ideaalisesti.

Tämä siis näin yksinkertaistettuna ja lyhyesti.

-myl

creep
Seuraa 
Viestejä292
Liittynyt10.9.2009
myl
Hyvin lyhyesti esitettynä:
Lämpötila on T=pV/nR, jossa p on kaasun paine, V tilavuus, n kaasun ainemäärä ja R luonnonvakio (kaasuvakio).

Kun lämpötilaa T lasketaan, kaasun tilavuus V pienenee. Piste jossa V=0 on lämpötilan absoluuttinen nollapiste. Reaalikaasuilla tilavuus ei tietenkään mene nollaksi, mutta silloin voidaan lämpötila T=0 ekstrapoloida lämpötila-alueelta, jossa kaasu käyttäytyy ideaalisesti.




Nyt hieman ihmetyttää. En ole fysiikkaan juurikaan perehtynyt, ehkä joku voi tätä hieman selventää. Kuvittelin nimittäin, että kaasun tilavuuden pienetessä paine ja lämpötila kasvaisivat, mutta tuon kaavankin mukaan lämpötila tosiaan pienenee. Sama ainemäärä pakattuna pienempään tilavuuteen kasvattaisi tiheyttä, painetta ja lämpötilaa. Missä kohtaa menee vikaan?

Vierailija

Hyvin suuripiirteinen määriteläm opetettiin aikanaan seuraavasti:

Nolla-asteisen kaasun tilavuus pienenee jäähdytettäessa 1/273,15 osaan jokaista laskenutta astetta kohti. Tästä seuraa (teoreettinen) nollatilavuus nollassa kelvinissä.

Ei tästä varmaan mitään akateemista iloa ole, mutta kun kerran kysyttiin.

Vierailija
creep
myl
Hyvin lyhyesti esitettynä:
Lämpötila on T=pV/nR, jossa p on kaasun paine, V tilavuus, n kaasun ainemäärä ja R luonnonvakio (kaasuvakio).

Kun lämpötilaa T lasketaan, kaasun tilavuus V pienenee. Piste jossa V=0 on lämpötilan absoluuttinen nollapiste. Reaalikaasuilla tilavuus ei tietenkään mene nollaksi, mutta silloin voidaan lämpötila T=0 ekstrapoloida lämpötila-alueelta, jossa kaasu käyttäytyy ideaalisesti.




Nyt hieman ihmetyttää. En ole fysiikkaan juurikaan perehtynyt, ehkä joku voi tätä hieman selventää. Kuvittelin nimittäin, että kaasun tilavuuden pienetessä paine ja lämpötila kasvaisivat, mutta tuon kaavankin mukaan lämpötila tosiaan pienenee. Sama ainemäärä pakattuna pienempään tilavuuteen kasvattaisi tiheyttä, painetta ja lämpötilaa. Missä kohtaa menee vikaan?




Siis, jos puristat kaasua kasaan, sen lämpötila kasvaa, koska energiaa käytetään sen puristamiseen kasaan, ja kaasu pyrkii vastustamaan sitä koska se lämpenee. Näin energia varastoituu lämpöenergiana. (?)

Jos taas poistat energiaa kaasulta, pyrkii se "pienempään tilaan" koska sillä ei riitä energiaa pomppia paikasta toiseen.

Eli kaasun lämpötila voi nousta tai laskea tilavuuden pienetessä, riippeun siitä, mitä tehdään.

ämairait?

Goswell
Seuraa 
Viestejä10357
Liittynyt8.3.2010
derz
Niin. Tämän takia esimerkiksi nimim. Goswellin mainostama "avaruus, joka ei ole mitään" on mahdoton. Itse avaruudellakin on alin mahdollinen energiatila: nollapiste-energia tai tyhjiöenergia.



Mietitäämpäs vähän tarkemmin. Minun "avaruus joka ei ole mitään" on todellakin ei mitään.
Tila ei vaadi mitään ollakseen olemassa. Siksi avaruudella ei ole alinta eikä ylintä, eikä mitään muutakaan energiatilaa, se on vain ääretön tila. Olevainen on se jolla on energiatiloja, ei olemattomalla.

Absoluuttisessa nollapisteessä liike lienee loppunut, luulisin..

Minun mielestä noin.

Uusimmat

Suosituimmat