निरपेक्ष शून्य सूत्र. निरपेक्ष शून्य - (संपूर्ण शून्य)

निरपेक्ष शून्यतापमान

पूर्ण शून्य तापमान(कमी वेळा - पूर्ण शून्य तापमान) - विश्वातील भौतिक शरीराची किमान तापमान मर्यादा असू शकते. निरपेक्ष शून्य हे केल्विन स्केलसारख्या परिपूर्ण तापमान स्केलचे मूळ म्हणून काम करते. 1954 मध्ये, वजन आणि मापांच्या X जनरल कॉन्फरन्सने एका संदर्भ बिंदूसह थर्मोडायनामिक तापमान स्केल स्थापित केले - पाण्याचा तिहेरी बिंदू, ज्याचे तापमान 273.16 के (अचूक) घेतले गेले, जे 0.01 डिग्री सेल्सियसशी संबंधित आहे, जेणेकरून सेल्सिअस स्केलवर तापमान निरपेक्ष शून्य −273.15 °C शी जुळते.

निरपेक्ष शून्याजवळ आढळलेल्या घटना

पूर्ण शून्याच्या जवळ असलेल्या तापमानात, मॅक्रोस्कोपिक स्तरावर पूर्णपणे क्वांटम प्रभाव दिसून येतो, जसे की:

नोट्स

साहित्य

• जी. बर्मिन. निरपेक्ष शून्यावर प्राणघातक हल्ला. - एम.: "बालसाहित्य", 1983

देखील पहा

विकिमीडिया फाउंडेशन. 2010.

• गोअरिंग
• क्षपनका

इतर शब्दकोशांमध्ये "संपूर्ण शून्य तापमान" काय आहे ते पहा:

संपूर्ण शून्य तापमान- थर्मोडायनामिक संदर्भ बिंदू. तापमान पाण्याच्या तिहेरी बिंदू तापमान (0.01 ° से) खाली 273.16 K (सेल्सिअस स्केलवर शून्य तापमानाच्या खाली 273.15 ° से), (तापमान स्केल पहा). थर्मोडायनामिक तापमान स्केलचे अस्तित्व आणि A. n. T. … … भौतिक विश्वकोश

पूर्ण शून्य तापमान- थर्मोडायनामिक तापमान स्केलवर परिपूर्ण तापमान वाचनाची सुरुवात. पूर्ण शून्य हे पाण्याच्या तिहेरी बिंदू तापमानापेक्षा 273.16ºC खाली स्थित आहे, जे 0.01ºC मानले जाते. निरपेक्ष शून्य तापमान मूलभूतपणे अप्राप्य आहे... ... विश्वकोशीय शब्दकोश

पूर्ण शून्य तापमान- absolutusis nulis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau trigubojo vandens taško. Pagal trečiąjį termodinamikos dėsnį, absolutusis nulis nepasiekiamas. atitikmenys: engl.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

पूर्ण शून्य तापमान- केल्विन स्केलवर प्रारंभिक वाचन, सेल्सिअस स्केलवर आहे नकारात्मक तापमान 273.16 अंशांवर... आधुनिक नैसर्गिक विज्ञानाची सुरुवात

पूर्ण शून्य- तापमान, थर्मोडायनामिक तापमान स्केलवर तापमान वाचनाची सुरुवात. निरपेक्ष शून्य पाण्याच्या तिहेरी बिंदू तापमानापेक्षा (0.01°C) 273.16°C खाली स्थित आहे. पूर्ण शून्य मूलभूतपणे अप्राप्य आहे, तापमान जवळजवळ पोहोचले आहे... ... आधुनिक विश्वकोश

पूर्ण शून्य- थर्मोडायनामिक तापमान स्केलवर तापमान हा तापमानाचा प्रारंभ बिंदू आहे. निरपेक्ष शून्य पाण्याच्या तिहेरी बिंदूच्या तापमानापेक्षा 273.16.C वर स्थित आहे, ज्यासाठी मूल्य 0.01.C आहे. निरपेक्ष शून्य हे मूलभूतपणे अप्राप्य आहे (पहा... ... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

पूर्ण शून्य- उष्णतेची अनुपस्थिती व्यक्त करणारे तापमान, 218 डिग्री सेल्सियस इतके आहे. रशियन भाषेत समाविष्ट असलेल्या परदेशी शब्दांचा शब्दकोश. पावलेन्कोव्ह एफ., 1907. परिपूर्ण शून्य तापमान (भौतिक) - सर्वात कमी संभाव्य तापमान (273.15°C). मोठा शब्दकोश...... रशियन भाषेतील परदेशी शब्दांचा शब्दकोश

पूर्ण शून्य- तापमान, थर्मोडायनामिक तापमान स्केलवर तापमानाची सुरुवात (थर्मोडायनामिक तापमान स्केल पहा). निरपेक्ष शून्य हे पाण्याच्या तिहेरी बिंदूच्या (ट्रिपल पॉइंट पहा) तापमानापेक्षा 273.16 °C खाली स्थित आहे, ज्यासाठी ते स्वीकारले जाते ... ... विश्वकोशीय शब्दकोश

पूर्ण शून्य- अत्यंत कमी तापमान ज्यावर रेणूंची थर्मल हालचाल थांबते. बॉयल-मॅरिओटच्या नियमानुसार आदर्श वायूचा दाब आणि आकारमान शून्याच्या बरोबरीचे होते आणि केल्विन स्केलवर निरपेक्ष तापमानाची सुरुवात... ... मानली जाते. पर्यावरणीय शब्दकोश

पूर्ण शून्य- परिपूर्ण तापमान मोजणीची सुरुवात. 273.16° से.शी संबंधित आहे. सध्या, भौतिक प्रयोगशाळांमध्ये निरपेक्ष शून्याहून अधिक तापमान केवळ काही दशलक्ष अंशाने मिळवणे शक्य झाले आहे आणि कायद्यानुसार ते साध्य करणे शक्य झाले आहे... ... कॉलियर्स एनसायक्लोपीडिया

निरपेक्ष शून्य (सामान्यतः शून्य) म्हणजे काय? हे तापमान खरंच विश्वात कुठेही आहे का? निरपेक्ष शून्यावर आपण काहीही थंड करू शकतो का? वास्तविक जीवन? शीतलहरींवर मात करणे शक्य आहे का असा विचार करत असाल तर, थंड तापमानाची सर्वात दूरची पोहोच शोधूया...

निरपेक्ष शून्य (सामान्यतः शून्य) म्हणजे काय? हे तापमान खरोखरच विश्वात कुठेही अस्तित्वात आहे का? वास्तविक जीवनात आपण निरपेक्ष शून्यापर्यंत काहीही थंड करू शकतो का? शीतलहरींवर मात करणे शक्य आहे का असा विचार करत असाल तर, थंड तापमानाची सर्वात दूरची पोहोच शोधूया...

जरी तुम्ही भौतिकशास्त्रज्ञ नसलात तरीही, तुम्ही तापमानाच्या संकल्पनेशी परिचित असाल. तापमान हे सामग्रीच्या अंतर्गत यादृच्छिक ऊर्जेच्या प्रमाणाचे मोजमाप आहे. "अंतर्गत" हा शब्द खूप महत्वाचा आहे. स्नोबॉल फेकून द्या आणि मुख्य हालचाल वेगवान असली तरी स्नोबॉल खूप थंड राहील. दुसरीकडे, जर आपण खोलीभोवती उडणारे हवेचे रेणू पाहिले तर, एक सामान्य ऑक्सिजन रेणू हजारो किलोमीटर प्रति तास वेगाने तळत आहे.

जेव्हा ते येते तेव्हा आपण सहसा गप्प बसतो तांत्रिक तपशील, म्हणून विशेषत: तज्ञांसाठी, आम्ही लक्षात घेतो की तापमान आम्ही सांगितले त्यापेक्षा थोडे अधिक जटिल आहे. तापमानाच्या खऱ्या व्याख्येमध्ये एंट्रॉपीच्या प्रत्येक युनिटसाठी तुम्हाला किती ऊर्जा खर्च करावी लागते (विकार, जर तुम्हाला स्पष्ट शब्द हवा असेल तर) समाविष्ट आहे. परंतु आपण बारकावे सोडून देऊ या आणि फक्त या वस्तुस्थितीवर लक्ष केंद्रित करूया की बर्फातील यादृच्छिक हवा किंवा पाण्याचे रेणू तापमान कमी होताना हळू हळू हलतील किंवा कंपन करतील.

निरपेक्ष शून्य- हे -273.15 अंश सेल्सिअस, -459.67 फॅरेनहाइट आणि फक्त 0 केल्विन तापमान आहे. हा बिंदू आहे जेथे थर्मल हालचाल पूर्णपणे थांबते.

सर्व काही थांबते का?

समस्येच्या शास्त्रीय विचारात, सर्व काही पूर्णपणे शून्यावर थांबते, परंतु या क्षणी क्वांटम मेकॅनिक्सचा भयानक चेहरा कोपऱ्यातून डोकावतो. क्वांटम मेकॅनिक्सचा एक अंदाज ज्याने काही भौतिकशास्त्रज्ञांचे रक्त खराब केले आहे ते असे आहे की आपण कणाची अचूक स्थिती किंवा गती कधीही अचूकपणे मोजू शकत नाही. हे हायझेनबर्ग अनिश्चितता तत्त्व म्हणून ओळखले जाते.

जर तुम्ही सीलबंद खोली पूर्णपणे शून्यावर थंड करू शकलात, तर विचित्र गोष्टी घडतील (त्यावर नंतर अधिक). हवेचा दाब जवळजवळ शून्यावर जाईल आणि हवेचा दाब सामान्यतः गुरुत्वाकर्षणाला विरोध करत असल्याने, हवा जमिनीवर अतिशय पातळ थरात कोसळेल.

पण तरीही, जर तुम्ही वैयक्तिक रेणू मोजू शकत असाल, तर तुम्हाला काहीतरी मनोरंजक वाटेल: ते कंपन करतात आणि फिरतात, कामाच्या ठिकाणी थोडीशी क्वांटम अनिश्चितता. i's बिंदू करण्यासाठी: जर तुम्ही रेणूंचे परिभ्रमण मोजले कार्बन डाय ऑक्साइडनिरपेक्ष शून्यावर, तुम्हाला आढळेल की ऑक्सिजनचे अणू कार्बनभोवती तासाला कित्येक किलोमीटर वेगाने उडत आहेत - तुम्ही विचार केला होता त्यापेक्षा खूप वेगाने.

संवाद शेवटपर्यंत पोहोचतो. जेव्हा आपण क्वांटम जगाबद्दल बोलतो तेव्हा हालचालीचा अर्थ गमावतो. या स्केलवर, प्रत्येक गोष्ट अनिश्चिततेद्वारे परिभाषित केली जाते, त्यामुळे कण स्थिर आहेत असे नाही, इतकेच आहे की ते स्थिर आहेत असे आपण कधीही मोजू शकत नाही.

Async: खरे )); )); t = d.getElementsByTagName("script"); s = d.createElement("script"); s.type = "मजकूर/जावास्क्रिप्ट"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = खरे; t.parentNode.insertBefore(s, t); ))(हा, हा. दस्तऐवज, "yandexContextAsyncCallbacks");

आपण किती खाली जाऊ शकता?

निरपेक्ष शून्याचा पाठलाग करताना प्रकाशाच्या गतीचा पाठलाग करताना सारख्याच समस्यांना तोंड द्यावे लागते. प्रकाशाच्या गतीपर्यंत पोहोचण्यासाठी अमर्याद उर्जेची आवश्यकता असते आणि पूर्ण शून्यापर्यंत पोहोचण्यासाठी अमर्याद प्रमाणात उष्णता काढावी लागते. या दोन्ही प्रक्रिया अशक्य आहेत, काहीही असल्यास.

आपण अद्याप पूर्ण शून्याची वास्तविक स्थिती प्राप्त केलेली नाही हे तथ्य असूनही, आपण त्याच्या अगदी जवळ आहोत (जरी या प्रकरणात “खूप” ही एक अतिशय सैल संकल्पना आहे; नर्सरी यमक सारखी: दोन, तीन, चार, चार आणि एक अर्धा, एका स्ट्रिंगवर चार, केसांच्या रुंदीने चार, पाच). पृथ्वीवर आतापर्यंतचे सर्वात थंड तापमान 1983 मध्ये अंटार्क्टिकामध्ये -89.15 अंश सेल्सिअस (184K) नोंदवले गेले.

अर्थात, जर तुम्हाला बालिश मार्गाने थंड हवे असेल तर तुम्हाला अंतराळाच्या खोलात डुबकी मारणे आवश्यक आहे. संपूर्ण ब्रह्मांड बिग बँगच्या किरणोत्सर्गाच्या अवशेषांमध्ये, अंतराळातील सर्वात रिकाम्या प्रदेशात न्हाऊन निघाले आहे - 2.73 अंश केल्विन, जे एका शतकापूर्वी आपण पृथ्वीवर मिळवू शकलेल्या द्रव हेलियमच्या तापमानापेक्षा थोडे थंड आहे.

परंतु कमी-तापमानाचे भौतिकशास्त्रज्ञ तंत्रज्ञानाला पुढील स्तरावर नेण्यासाठी फ्रीझ किरणांचा वापर करत आहेत. नवीन पातळी. फ्रीझ किरण लेसरचे रूप धारण करतात हे जाणून तुम्हाला आश्चर्य वाटेल. पण कसे? लेझर बर्न करणे अपेक्षित आहे.

सर्व काही खरे आहे, परंतु लेसरमध्ये एक वैशिष्ट्य आहे - कोणीही असे म्हणू शकतो, अंतिम: सर्व प्रकाश एकाच वारंवारतेने उत्सर्जित होतो. फ्रिक्वेंसी अचूकपणे जुळल्याशिवाय सामान्य तटस्थ अणू प्रकाशाशी अजिबात संवाद साधत नाहीत. जर अणू प्रकाश स्रोताकडे उडत असेल, तर प्रकाशाला डॉपलर शिफ्ट मिळते आणि उच्च वारंवारता पोहोचते. अणू त्याच्या क्षमतेपेक्षा कमी फोटॉन ऊर्जा शोषून घेतो. म्हणून जर तुम्ही लेसरला खालच्या बाजूने ट्यून केले तर, जलद गतीने जाणारे अणू प्रकाश शोषून घेतील आणि यादृच्छिक दिशेने फोटॉन उत्सर्जित करून, ते सरासरी थोडी ऊर्जा गमावतील. जर तुम्ही ही प्रक्रिया पुन्हा केली तर तुम्ही वायूला एका नॅनोकेल्विनपेक्षा कमी तापमानापर्यंत थंड करू शकता, एक अब्जांश अंश.

प्रत्येक गोष्ट अधिक टोकाची टोन घेते. सर्वात कमी तापमानाचा जागतिक विक्रम हा शून्यापेक्षा एक अब्ज अंशांच्या दहाव्या अंशापेक्षा कमी आहे. हा सापळा साध्य करणारी उपकरणे अणूंमध्ये प्रवेश करतात चुंबकीय क्षेत्र. "तापमान" हे स्वतः अणूंवर अवलंबून नसते, परंतु अणू केंद्रकांच्या फिरकीवर अवलंबून असते.

आता, न्याय पुनर्संचयित करण्यासाठी, आपण थोडे सर्जनशील होणे आवश्यक आहे. जेव्हा आपण सामान्यतः एका अंशाच्या एक अब्जव्या अंशापर्यंत गोठलेल्या गोष्टीची कल्पना करतो, तेव्हा आपल्याला कदाचित हवेतील रेणू गोठत असल्याचे चित्र मिळेल. अणूंच्या पाठीला गोठवणाऱ्या विनाशकारी ॲपोकॅलिप्टिक उपकरणाची कल्पनाही करता येते.

शेवटी, जर तुम्हाला खरोखर कमी तापमानाचा अनुभव घ्यायचा असेल, तर तुम्हाला फक्त प्रतीक्षा करावी लागेल. सुमारे 17 अब्ज वर्षांनंतर, विश्वातील पार्श्वभूमी रेडिएशन 1K पर्यंत थंड होईल. 95 अब्ज वर्षांत तापमान अंदाजे 0.01K असेल. 400 अब्ज वर्षांत, खोल जागा पृथ्वीवरील सर्वात थंड प्रयोगाइतकी थंड असेल आणि त्यानंतरही थंड होईल.

जर तुम्ही विचार करत असाल की विश्व इतक्या लवकर का थंड होत आहे, तर आमच्या जुन्या मित्रांचे आभार माना: एन्ट्रॉपी आणि गडद ऊर्जा. ब्रह्मांड प्रवेग मोडमध्ये आहे, घातांकीय वाढीच्या कालावधीत प्रवेश करत आहे जो कायमचा चालू राहील. गोष्टी फार लवकर गोठतील.

आम्हाला काय काळजी आहे?

हे सर्व, अर्थातच, अद्भुत आहे, आणि रेकॉर्ड तोडणे देखील छान आहे. पण मुद्दा काय आहे? बरं, कमी तापमान समजून घेण्यासाठी बरीच चांगली कारणे आहेत, आणि फक्त एक विजेता म्हणून नाही.

NIST मधील चांगले लोक, उदाहरणार्थ, करू इच्छितात मस्त घड्याळ. वेळेची मानके सीझियम अणूच्या वारंवारतेसारख्या गोष्टींवर आधारित असतात. जर सीझियम अणू खूप हलतो, तर ते मोजमापांमध्ये अनिश्चितता निर्माण करते, ज्यामुळे घड्याळात बिघाड होतो.

परंतु अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, विशेषतः वैज्ञानिक दृष्टीकोनातून, सामग्री अत्यंत कमी तापमानात वेड्यासारखे वागते. उदाहरणार्थ, ज्याप्रमाणे लेसर फोटॉनपासून बनवले जाते जे एकमेकांशी सिंक्रोनाइझ केले जाते - समान वारंवारता आणि टप्प्यावर - त्याचप्रमाणे बोस-आईनस्टाईन कंडेन्सेट म्हणून ओळखले जाणारे साहित्य तयार केले जाऊ शकते. त्यात सर्व अणू एकाच स्थितीत असतात. किंवा एका मिश्रणाची कल्पना करा ज्यामध्ये प्रत्येक अणू त्याचे व्यक्तिमत्व गमावतो आणि संपूर्ण वस्तुमान एक शून्य-सुपर-अणू म्हणून प्रतिक्रिया देतो.

अत्यंत कमी तापमानात, अनेक पदार्थ अतिप्रवाह बनतात, म्हणजे त्यांच्यात अजिबात चिकटपणा नसतो, अति-पातळ थरांमध्ये स्टॅक होऊ शकतो आणि किमान ऊर्जा मिळवण्यासाठी गुरुत्वाकर्षणाचा अवलंब करू शकतो. तसेच, कमी तापमानात, अनेक साहित्य सुपरकंडक्टिंग बनतात, याचा अर्थ विद्युत प्रतिकार नसतो.

सुपरकंडक्टर बाह्य चुंबकीय क्षेत्रांना अशा प्रकारे प्रतिसाद देण्यास सक्षम असतात की ते धातूच्या आत पूर्णपणे रद्द करतात. परिणामी, आपण थंड तापमान आणि चुंबक एकत्र करू शकता आणि उत्सर्जन सारखे काहीतरी मिळवू शकता.

निरपेक्ष शून्य का आहे, पण परिपूर्ण कमाल का नाही?

दुसरी टोकाची गोष्ट पाहू. जर तापमान हे फक्त ऊर्जेचे मोजमाप असेल, तर आपण अणू प्रकाशाच्या वेगाच्या जवळ येण्याची कल्पना करू शकतो. हे कायमचे चालू शकत नाही, नाही का?

लहान उत्तर आहे: आम्हाला माहित नाही. हे शक्य आहे की अक्षरशः अमर्याद तापमानासारखी गोष्ट आहे, परंतु जर तेथे एक परिपूर्ण मर्यादा असेल, तर तरुण विश्व ते काय आहे याबद्दल काही मनोरंजक संकेत प्रदान करते. सर्वात उष्णताकधीही अस्तित्वात आहे (किमान आपल्या विश्वात), कदाचित तथाकथित "प्लँक टाइम" मध्ये घडले असेल.

बिग बँग नंतर 10^-43 सेकंदाचा एक क्षण होता जेव्हा गुरुत्वाकर्षण क्वांटम मेकॅनिक्स आणि भौतिकशास्त्रापासून वेगळे झाले ते आता जसे आहे तसे झाले. त्यावेळचे तापमान अंदाजे 10^32 K. हे आपल्या सूर्याच्या आतील तापमानापेक्षा एक सेप्टिलीयन पट जास्त गरम आहे.

पुन्हा, हे सर्वात उष्ण तापमान आहे की नाही याची आम्हाला अजिबात खात्री नाही. प्लँकच्या वेळी विश्वाचे मोठे मॉडेलही आपल्याकडे नसल्यामुळे, ब्रह्मांड अशा अवस्थेत उकडले असेल याचीही आपल्याला खात्री नाही. कोणत्याही परिस्थितीत, आपण निरपेक्ष उष्णतेपेक्षा निरपेक्ष शून्याच्या कितीतरी पट जवळ असतो.

परिपूर्ण शून्य (निरपेक्ष शून्य) - पाण्याच्या तिहेरी बिंदूच्या खाली 273.16 K पासून सुरू होणारी परिपूर्ण तापमानाची सुरुवात (तीन टप्प्यांचा समतोल बिंदू - बर्फ, पाणी आणि पाण्याची वाफ); निरपेक्ष शून्यावर, रेणूंची हालचाल थांबते आणि ते “शून्य” गतीच्या स्थितीत असतात. किंवा: सर्वात कमी तापमान ज्यामध्ये पदार्थामध्ये थर्मल ऊर्जा नसते.

निरपेक्ष शून्य सुरू करापरिपूर्ण तापमान वाचन. -273.16 ° C शी संबंधित आहे. सध्या, भौतिक प्रयोगशाळांमध्ये पूर्ण शून्यापेक्षा जास्त तापमान केवळ काही दशलक्ष अंशाने मिळवणे शक्य झाले आहे, परंतु थर्मोडायनामिक्सच्या नियमांनुसार ते साध्य करणे अशक्य आहे. निरपेक्ष शून्यावर, प्रणाली सर्वात कमी संभाव्य उर्जा असलेल्या स्थितीत असेल (या स्थितीत, अणू आणि रेणू "शून्य" कंपन करतील) आणि शून्य एन्ट्रॉपी (शून्य) असेल विकार). परिपूर्ण शून्याच्या बिंदूवर आदर्श वायूचे प्रमाण शून्याच्या बरोबरीचे असणे आवश्यक आहे आणि हा बिंदू निश्चित करण्यासाठी, वास्तविक हेलियम वायूचे परिमाण मोजले जाते अनुक्रमिककमी दाबाने (-२६८.९ डिग्री सेल्सिअस) द्रवीकरण होईपर्यंत तापमान कमी करणे आणि द्रवीकरणाच्या अनुपस्थितीत वायूचे प्रमाण शून्य होईल अशा तपमानापर्यंत वाढवणे. परिपूर्ण तापमान थर्मोडायनामिकस्केल केल्विनमध्ये मोजले जाते, जे चिन्ह K द्वारे दर्शविले जाते. निरपेक्ष थर्मोडायनामिकस्केल आणि सेल्सिअस स्केल फक्त एकमेकांपासून ऑफसेट आहेत आणि K = °C + 273.16 ° या गुणोत्तराने संबंधित आहेत.

कथा

"तापमान" हा शब्द त्या दिवसात उद्भवला जेव्हा लोकांचा असा विश्वास होता की गरम शरीरे असतात मोठ्या प्रमाणातविशेष पदार्थ - उष्मांक, कमी गरम केलेल्या पदार्थांपेक्षा. म्हणून, शरीरातील पदार्थ आणि उष्मांक यांच्या मिश्रणाची ताकद म्हणून तापमान समजले गेले. या कारणास्तव, अल्कोहोलयुक्त पेये आणि तपमानाच्या ताकदीसाठी मोजण्याचे एकक समान म्हणतात - अंश.

तापमान ही रेणूंची गतिज ऊर्जा असल्याने, हे स्पष्ट आहे की ते ऊर्जा युनिट्समध्ये (म्हणजे जूलमध्ये SI प्रणालीमध्ये) मोजणे सर्वात नैसर्गिक आहे. तथापि, तापमान मोजमाप आण्विक गतिज सिद्धांताच्या निर्मितीच्या खूप आधीपासून सुरू झाले, म्हणून व्यावहारिक स्केल पारंपारिक एककांमध्ये तापमान मोजतात - अंश.

केल्विन स्केल

थर्मोडायनामिक्स केल्विन स्केल वापरते, ज्यामध्ये तापमान निरपेक्ष शून्यापासून मोजले जाते (किमान सैद्धांतिकदृष्ट्या शक्य असलेल्या स्थितीशी संबंधित अंतर्गत ऊर्जाशरीर), आणि एक केल्विन हे निरपेक्ष शून्य ते पाण्याच्या तिहेरी बिंदूपर्यंतच्या अंतराच्या 1/273.16 च्या बरोबरीचे आहे (ज्या स्थितीत बर्फ, पाणी आणि पाण्याची वाफ समतोल आहे). केल्विनचे ​​ऊर्जा युनिटमध्ये रूपांतर करण्यासाठी बोल्टझमनचा स्थिरांक वापरला जातो. व्युत्पन्न एकके देखील वापरली जातात: किलोकेल्विन, मेगाकेल्विन, मिलिकेल्विन इ.

सेल्सिअस

दैनंदिन जीवनात, सेल्सिअस स्केल वापरला जातो, ज्यामध्ये पाण्याचा गोठणबिंदू 0 घेतला जातो आणि पाण्याचा उत्कलन बिंदू 100° घेतला जातो. वातावरणाचा दाब. पाण्याचे अतिशीत आणि उत्कलन बिंदू चांगल्या प्रकारे परिभाषित नसल्यामुळे, सेल्सिअस स्केल सध्या केल्विन स्केल वापरून परिभाषित केले आहे: एक डिग्री सेल्सिअस केल्विनच्या बरोबरीचे आहे, पूर्ण शून्य −273.15 °C मानले जाते. सेल्सिअस स्केल व्यावहारिकदृष्ट्या अतिशय सोयीस्कर आहे कारण आपल्या ग्रहावर पाणी खूप सामान्य आहे आणि आपले जीवन त्यावर आधारित आहे. शून्य सेल्सिअस हा हवामानशास्त्रासाठी एक विशेष बिंदू आहे, कारण वातावरणातील पाणी गोठल्याने सर्वकाही लक्षणीय बदलते.

फॅरेनहाइट

इंग्लंडमध्ये आणि विशेषतः यूएसएमध्ये, फॅरेनहाइट स्केल वापरला जातो. हे स्केल शहरातील सर्वात थंड हिवाळ्याच्या तापमानापासून मानवी शरीराच्या तापमानापर्यंत 100 अंशांमध्ये अंतराचे विभाजन करते. शून्य अंश सेल्सिअस 32 अंश फारेनहाइट आहे आणि एक अंश फारेनहाइट 5/9 अंश सेल्सिअसच्या बरोबरीचे आहे.

फॅरेनहाइट स्केलची सध्याची व्याख्या खालीलप्रमाणे आहे: हे एक तापमान स्केल आहे ज्यामध्ये 1 अंश (1 °F) हे पाण्याचा उत्कलन बिंदू आणि वातावरणाच्या दाबाने बर्फ वितळणारे तापमान यांच्यातील फरक 1/180व्या बरोबरीचे असते आणि बर्फाचा वितळण्याचा बिंदू +32 °F आहे. फॅरेनहाइट स्केलवरील तापमान सेल्सिअस स्केल (t °C) वर t °C = 5/9 (t °F - 32), 1 °F = 5/9 °C या गुणोत्तराने संबंधित आहे. 1724 मध्ये जी. फॅरेनहाइट यांनी प्रस्तावित केले.

रेउमर स्केल

1730 मध्ये आर.ए. रॉमुर यांनी प्रस्तावित केले, ज्याने त्यांनी शोधलेल्या अल्कोहोल थर्मामीटरचे वर्णन केले.

एकक रेउमुर (°R) अंश आहे, 1 °R हे संदर्भ बिंदूंमधील तापमान अंतराच्या 1/80 च्या बरोबरीचे आहे - बर्फाचे वितळणारे तापमान (0 °R) आणि पाण्याचा उत्कलन बिंदू (80 °R)

1 °R = 1.25 °C.

सध्या, स्केल वापरातून बाहेर पडले आहे; ते लेखकाच्या जन्मभूमी फ्रान्समध्ये सर्वात जास्त काळ टिकले आहे.

तापमान स्केलची तुलना

सामान्य मानवी शरीराचे तापमान 36.6 °C ±0.7 °C, किंवा 98.2 °F ±1.3 °F असते. 98.6 °F चे सामान्यतः उद्धृत केलेले मूल्य हे 19व्या शतकातील 37 °C च्या जर्मन मूल्याच्या फॅरेनहाइटचे अचूक रूपांतर आहे. नुसार हे मूल्य सामान्य तापमान श्रेणीमध्ये नाही आधुनिक कल्पना, आम्ही म्हणू शकतो की त्यात जास्त (चुकीचे) अचूकता आहे. या सारणीतील काही मूल्ये गोलाकार केली आहेत.

फॅरेनहाइट आणि सेल्सिअस स्केलची तुलना

(o एफ- फॅरेनहाइट स्केल, oC- सेल्सिअस स्केल)

डिग्री सेल्सिअसचे केल्विनमध्ये रूपांतर करण्यासाठी, तुम्ही सूत्र वापरणे आवश्यक आहे T=t+T 0जेथे T हे केल्विनमधील तापमान आहे, t हे अंश सेल्सिअस तापमान आहे, T 0 = 273.15 केल्विन. एक डिग्री सेल्सिअसचा आकार केल्विनच्या बरोबरीचा असतो.

निरपेक्ष तापमान शून्य हे शून्यापेक्षा 273.15 अंश सेल्सिअस, शून्य फारेनहाइटच्या खाली 459.67 शी संबंधित आहे. केल्विन तापमान स्केलसाठी, हे तापमान स्वतःच शून्य चिन्ह आहे.

निरपेक्ष शून्य तापमानाचे सार

निरपेक्ष शून्य ही संकल्पना तापमानाच्या मूलतत्त्वातून येते. दरम्यान बाह्य वातावरणात सोडणारे कोणतेही शरीर. त्याच वेळी, शरीराचे तापमान कमी होते, म्हणजे. कमी ऊर्जा राहते. सैद्धांतिकदृष्ट्या, ही प्रक्रिया चालू राहू शकते जोपर्यंत उर्जेचे प्रमाण इतके किमान पोहोचत नाही की शरीर यापुढे ती देऊ शकत नाही.
एमव्ही लोमोनोसोव्हमध्ये अशा कल्पनेचा एक दूरस्थ अग्रदूत आधीच आढळू शकतो. महान रशियन शास्त्रज्ञाने "रोटरी" हालचालीद्वारे उष्णता स्पष्ट केली. परिणामी, शीतकरणाची कमाल डिग्री अशा हालचालींचा पूर्ण विराम आहे.

आधुनिक संकल्पनांनुसार, निरपेक्ष शून्य तापमान आहे ज्यामध्ये रेणूंमध्ये सर्वात कमी संभाव्य ऊर्जा पातळी असते. कमी उर्जेसह, म्हणजे. कमी तापमानात, कोणतेही भौतिक शरीर अस्तित्वात असू शकत नाही.

सिद्धांत आणि सराव

निरपेक्ष शून्य तापमान ही एक सैद्धांतिक संकल्पना आहे; ती व्यावहारिकदृष्ट्या, अगदी अत्याधुनिक उपकरणे असलेल्या वैज्ञानिक प्रयोगशाळांमध्येही साध्य करणे अशक्य आहे. परंतु शास्त्रज्ञ पदार्थ अत्यंत कमी तापमानात थंड करण्यास व्यवस्थापित करतात, जे पूर्ण शून्याच्या जवळ आहे.

अशा तापमानात पदार्थ प्राप्त होतात आश्चर्यकारक गुणधर्म, जे ते सामान्य परिस्थितीत असू शकत नाहीत. पारा, ज्याला "जिवंत चांदी" म्हटले जाते कारण ते द्रवपदार्थाच्या जवळ आहे, या तापमानात घन बनते - ते नखे चालविण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. काही धातू काचेसारख्या ठिसूळ होतात. रबर तसाच कडक होतो. निरपेक्ष शून्याच्या जवळ असलेल्या तापमानात रबराच्या वस्तूला हातोड्याने मारले तर ती काचेसारखी तुटते.

गुणधर्मांमधील हा बदल उष्णतेच्या स्वरूपाशी देखील संबंधित आहे. भौतिक शरीराचे तापमान जितके जास्त असेल तितके रेणू अधिक तीव्र आणि गोंधळलेले असतात. जसजसे तापमान कमी होते तसतसे हालचाल कमी तीव्र होते आणि रचना अधिक व्यवस्थित होते. म्हणून वायू द्रव बनतो आणि द्रव घन बनतो. ऑर्डरची अंतिम पातळी क्रिस्टल संरचना आहे. अति-कमी तापमानात, रबरसारखे साधारणपणे आकारहीन राहणारे पदार्थ देखील ते मिळवतात.

धातूंसह देखील मनोरंजक घटना घडतात. अणू क्रिस्टल जाळीकमी मोठेपणासह दोलन, इलेक्ट्रॉन विखुरणे कमी होते, म्हणून खाली येते विद्युत प्रतिकार. धातू सुपरकंडक्टिव्हिटी प्राप्त करते, व्यावहारिक वापरजे साध्य करणे कठीण असले तरी खूप मोहक वाटते.

स्रोत:

• लिव्हानोव्हा ए. कमी तापमान, निरपेक्ष शून्य आणि क्वांटम यांत्रिकी

शरीर- ही भौतिकशास्त्रातील मूलभूत संकल्पनांपैकी एक आहे, ज्याचा अर्थ पदार्थ किंवा पदार्थाच्या अस्तित्वाचे स्वरूप आहे. ही एक भौतिक वस्तू आहे जी व्हॉल्यूम आणि वस्तुमानाने दर्शविली जाते, कधीकधी इतर पॅरामीटर्सद्वारे देखील. भौतिक शरीर एका सीमेद्वारे इतर शरीरांपासून स्पष्टपणे वेगळे केले जाते. अनेक विशेष प्रकार आहेत भौतिक शरीरे, त्यांची सूची वर्गीकरण म्हणून समजली जाऊ नये.

यांत्रिकीमध्ये, भौतिक शरीर बहुतेकदा भौतिक बिंदू म्हणून समजले जाते. हा एक प्रकारचा अमूर्तता आहे, ज्याची मुख्य मालमत्ता ही वस्तुस्थिती आहे की निराकरण करण्यासाठी शरीराचे वास्तविक परिमाण विशिष्ट कार्यदुर्लक्ष केले जाऊ शकते. दुसऱ्या शब्दांत, भौतिक बिंदू हे एक अतिशय विशिष्ट शरीर आहे ज्यामध्ये परिमाण, आकार आणि इतर समान वैशिष्ट्ये आहेत, परंतु विद्यमान समस्येचे निराकरण करण्यासाठी ते महत्त्वाचे नाहीत. उदाहरणार्थ, जर तुम्हाला पथाच्या विशिष्ट विभागावर एखादी वस्तू मोजण्याची आवश्यकता असेल, तर समस्या सोडवताना तुम्ही त्याची लांबी पूर्णपणे दुर्लक्ष करू शकता. यांत्रिकी द्वारे विचारात घेतलेल्या भौतिक शरीराचा आणखी एक प्रकार म्हणजे पूर्णपणे कठोर शरीर. अशा शरीराचे यांत्रिकी भौतिक बिंदूच्या यांत्रिकीसारखेच असते, परंतु त्याव्यतिरिक्त त्याचे इतर गुणधर्म असतात. पूर्णपणे कठोर शरीरात बिंदू असतात, परंतु त्यामधील अंतर किंवा शरीर ज्या भारांच्या अधीन आहे त्या अंतर्गत वस्तुमानाचे वितरण बदलत नाही. याचा अर्थ ते विकृत होऊ शकत नाही. पूर्णपणे कठोर शरीराची स्थिती निश्चित करण्यासाठी, त्यास संलग्न समन्वय प्रणाली निर्दिष्ट करणे पुरेसे आहे, सहसा कार्टेशियन. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, वस्तुमानाचे केंद्र देखील समन्वय प्रणालीचे केंद्र असते. पूर्णपणे कठोर शरीर नाही, परंतु बर्याच समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी अशी अमूर्तता खूप सोयीस्कर आहे, जरी सापेक्षतावादी यांत्रिकीमध्ये याचा विचार केला जात नाही, कारण ज्या हालचालींचा वेग प्रकाशाच्या वेगाशी तुलना करता येतो, हे मॉडेल दर्शवते. अंतर्गत विरोधाभास. अगदी उलट घन शरीरविकृत शरीर आहे,

"संपूर्ण शून्य तापमान" ची भौतिक संकल्पना आहे आधुनिक विज्ञानखूप महत्वाचे: सुपरकंडक्टिव्हिटीची संकल्पना त्याच्याशी जवळून संबंधित आहे, ज्याच्या शोधाने विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात खरी खळबळ निर्माण केली.

निरपेक्ष शून्य म्हणजे काय हे समजून घेण्यासाठी तुम्ही G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac आणि W. Thomson सारख्या प्रसिद्ध भौतिकशास्त्रज्ञांच्या कार्याकडे वळले पाहिजे. आजही वापरात असलेल्या मुख्य तापमान स्केलच्या निर्मितीमध्ये त्यांनी महत्त्वाची भूमिका बजावली.

1714 मध्ये जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ जी. फॅरेनहाइट यांनी त्याचे तापमान मोजमाप प्रस्तावित करणारे पहिले होते. त्याच वेळी, मिश्रणाचे तापमान, ज्यामध्ये बर्फ आणि अमोनिया समाविष्ट होते, पूर्ण शून्य म्हणून घेतले गेले, म्हणजेच या स्केलचा सर्वात कमी बिंदू म्हणून. पुढील महत्त्वाचा सूचक होता जो 1000 च्या बरोबरीचा होता. त्यानुसार, या स्केलच्या प्रत्येक विभागाला “डिग्री फॅरेनहाइट” असे म्हणतात आणि स्केललाच “फॅरेनहाइट स्केल” असे म्हणतात.

30 वर्षांनंतर, स्वीडिश खगोलशास्त्रज्ञ ए. सेल्सिअस यांनी स्वतःचे तापमान स्केल प्रस्तावित केले, जेथे मुख्य मुद्दे बर्फ आणि पाण्याचे वितळणारे तापमान होते. या स्केलला "सेल्सिअस स्केल" म्हटले गेले; ते अजूनही रशियासह जगातील बहुतेक देशांमध्ये लोकप्रिय आहे.

1802 मध्ये, फ्रेंच शास्त्रज्ञ जे. गे-लुसाक यांनी त्यांचे प्रसिद्ध प्रयोग करत असताना शोधून काढले की वायूच्या वस्तुमानाचे प्रमाण सतत दबावते थेट तापमानावर अवलंबून असते. परंतु सर्वात उत्सुक गोष्ट अशी होती की जेव्हा तापमान 10 सेल्सिअसने बदलले तेव्हा वायूचे प्रमाण त्याच प्रमाणात वाढले किंवा कमी झाले. आवश्यक गणना केल्यावर, गे-लुसॅकला आढळले की हे मूल्य 0C तापमानात वायूच्या 1/273 च्या बरोबरीचे आहे.

या कायद्याने स्पष्ट निष्कर्ष काढला: -2730C समान तापमान हे सर्वात कमी तापमान आहे, जरी आपण त्याच्या जवळ आलात तरीही ते साध्य करणे अशक्य आहे. या तापमानालाच “संपूर्ण शून्य तापमान” म्हणतात.

शिवाय, परिपूर्ण शून्य हे परिपूर्ण तापमान स्केलच्या निर्मितीसाठी प्रारंभिक बिंदू बनले, ज्यामध्ये इंग्लिश भौतिकशास्त्रज्ञ डब्ल्यू. थॉमसन, ज्यांना लॉर्ड केल्विन म्हणून ओळखले जाते, सक्रिय भाग घेतला.

निसर्गातील कोणतेही शरीर निरपेक्ष शून्याच्या खाली थंड करता येत नाही हे सिद्ध करणारे त्यांचे मुख्य संशोधन संबंधित होते. त्याच वेळी, त्याने दुसरा सक्रियपणे वापरला; म्हणून, त्याने 1848 मध्ये सादर केलेला परिपूर्ण तापमान स्केल थर्मोडायनामिक किंवा "केल्विन स्केल" म्हणून ओळखला जाऊ लागला.

त्यानंतरच्या वर्षांमध्ये आणि दशकांमध्ये, "निरपेक्ष शून्य" च्या संकल्पनेचे केवळ संख्यात्मक स्पष्टीकरण आले, जे असंख्य करारांनंतर -273.150C च्या बरोबरीचे मानले जाऊ लागले.

हे देखील लक्षात घेण्यासारखे आहे की संपूर्ण शून्य एक अतिशय महत्वाची भूमिका बजावते. संपूर्ण मुद्दा असा आहे की 1960 मध्ये, वजन आणि मापांच्या पुढील सर्वसाधारण परिषदेत, थर्मोडायनामिक तापमानाचे एकक - केल्विन - मोजमापाच्या सहा मूलभूत एककांपैकी एक बनले. . त्याच वेळी, विशेषत: एक अंश केल्विन अंकीयदृष्ट्या एकाच्या बरोबरीचा आहे, परंतु संदर्भ बिंदू "केल्विननुसार" सामान्यतः पूर्ण शून्य मानला जातो, म्हणजे -273.150C.

निरपेक्ष शून्याचा मुख्य भौतिक अर्थ असा आहे की, मूलभूत भौतिक नियमांनुसार, अशा तापमानात गतीची ऊर्जा प्राथमिक कण, जसे की अणू आणि रेणू, शून्याच्या बरोबरीचे आहे आणि या प्रकरणात या समान कणांची कोणतीही गोंधळलेली हालचाल थांबली पाहिजे. निरपेक्ष शून्याच्या समान तापमानात, अणू आणि रेणूंनी क्रिस्टल जाळीच्या मुख्य बिंदूंवर एक स्पष्ट स्थान घेतले पाहिजे, एक क्रमबद्ध प्रणाली तयार केली पाहिजे.

आजकाल, विशेष उपकरणे वापरून, शास्त्रज्ञांना पूर्ण शून्यापेक्षा काही भाग प्रति दशलक्ष इतके तापमान मिळवता आले आहे. वर वर्णन केलेल्या थर्मोडायनामिक्सच्या दुसऱ्या नियमामुळे हे मूल्य स्वतःच प्राप्त करणे शारीरिकदृष्ट्या अशक्य आहे.