Mutlak sıfır – referans noktası mutlak sıcaklık, rapora suyun üçlü noktasının (üç fazın denge noktası - buz, su ve su buharı) 273,16 K altından başlayarak; Mutlak sıfırda moleküllerin hareketi durur ve “sıfır” hareket durumundadırlar. Veya: Bir maddenin termal enerji içermediği en düşük sıcaklık.
Mutlak sıfır başlangıç mutlak sıcaklık okuması. –273,16 °C'ye karşılık gelir. Şu anda fiziksel laboratuvarlarda mutlak sıfırı derecenin yalnızca birkaç milyonda biri kadar aşan sıcaklıklara ulaşmak mümkün olmuştur, ancak termodinamik yasalarına göre bunu başarmak imkansızdır. Mutlak sıfırda, sistem mümkün olan en düşük enerjiye sahip bir durumda olacaktır (bu durumda atomlar ve moleküller "sıfır" titreşimler gerçekleştirecektir) ve sıfır entropiye (sıfır) sahip olacaktır. düzensizlik). İdeal bir gazın mutlak sıfır noktasındaki hacmi sıfıra eşit olmalıdır ve bu noktayı belirlemek için gerçek helyum gazının hacmi ölçülür. sıralı düşük basınçta (-268,9 ° C) sıvılaşana kadar sıcaklığın düşürülmesi ve sıvılaşma olmadığında gaz hacminin sıfıra döneceği sıcaklığa tahmin edilmesi. Mutlak sıcaklık termodinamikölçek, K sembolüyle gösterilen kelvin cinsinden ölçülür. Mutlak termodinamikölçek ve Celsius ölçeği birbirlerinden basitçe dengelenmiştir ve K = °C + 273,16 ° oranıyla ilişkilidir.
Hikaye
"Sıcaklık" kelimesi, insanların daha sıcak cisimlerin içerdiğine inandığı günlerde ortaya çıktı. Dahaözel madde - daha az ısıtılmış olanlara göre kaloriktir. Bu nedenle sıcaklık, vücut maddesi ve kalori karışımının gücü olarak algılanıyordu. Bu nedenle alkollü içeceklerin sertliği ve sıcaklığının ölçü birimlerine aynı derece denir.
Sıcaklık moleküllerin kinetik enerjisi olduğundan, onu enerji birimleriyle (yani SI sisteminde joule cinsinden) ölçmenin en doğal yol olduğu açıktır. Bununla birlikte, sıcaklık ölçümü moleküler kinetik teorinin yaratılmasından çok önce başladı, bu nedenle pratik ölçekler sıcaklığı geleneksel birimlerle (derece) ölçer.
Kelvin ölçeği
Termodinamik, sıcaklığın mutlak sıfırdan (bir cismin teorik olarak mümkün olan minimum iç enerjisine karşılık gelen durum) ölçüldüğü Kelvin ölçeğini kullanır ve bir kelvin, mutlak sıfırdan üçlü noktaya kadar olan mesafenin 1/273,16'sına eşittir. su (buz, su ve su çiftlerinin dengede olduğu durum). Kelvinleri enerji birimlerine dönüştürmek için Boltzmann sabiti kullanılır. Türetilmiş birimler de kullanılır: kilokelvin, megakelvin, millikelvin vb.
santigrat
Günlük yaşamda, 0'ın suyun donma noktası ve 100°'nin atmosferik basınçta suyun kaynama noktası olduğu Celsius ölçeği kullanılır. Suyun donma ve kaynama noktaları iyi tanımlanmadığından Celsius ölçeği şu anda Kelvin ölçeği kullanılarak tanımlanmaktadır: Celsius derecesi bir kelvin'e eşittir, mutlak sıfır -273,15 °C olarak alınır. Santigrat ölçeği pratik olarak çok uygundur çünkü su gezegenimizde çok yaygındır ve yaşamımız ona dayanmaktadır. Sıfır Santigrat meteoroloji için özel bir noktadır çünkü atmosferik suyun donması her şeyi önemli ölçüde değiştirir.
Fahrenheit
İngiltere'de ve özellikle ABD'de Fahrenheit ölçeği kullanılmaktadır. Bu ölçek, Fahrenheit'in yaşadığı şehirdeki en soğuk kışın sıcaklığından insan vücudunun sıcaklığına kadar olan aralığı 100 dereceye böler. Sıfır santigrat derece 32 Fahrenheit'tir ve bir Fahrenheit derecesi 5/9 santigrat dereceye eşittir.
Fahrenheit ölçeğinin güncel tanımı şu şekildedir: 1 derecenin (1 °F), atmosferik basınçta suyun kaynama noktası ile buzun erime sıcaklığı arasındaki farkın 1/180'ine eşit olduğu bir sıcaklık ölçeğidir ve buzun erime noktası +32 °F'dir. Fahrenheit ölçeğindeki sıcaklık, Santigrat ölçeğindeki (t °C) sıcaklıkla t °C = 5/9 (t °F – 32), 1 °F = 5/9 °C oranıyla ilişkilidir. 1724'te G. Fahrenheit tarafından önerildi.
Reaumur ölçeği
1730'da icat ettiği alkol termometresini tanımlayan R. A. Reaumur tarafından önerildi.
Birim Reaumur derecesidir (°R), 1 °R, referans noktaları arasındaki sıcaklık aralığının 1/80'ine eşittir - buzun erime sıcaklığı (0 °R) ve suyun kaynama noktası (80 °R)
1 °R = 1,25 °C.
Şu anda ölçek kullanım dışı kaldı; yazarın anavatanı olan Fransa'da en uzun süre hayatta kaldı.
Sıcaklık ölçeklerinin karşılaştırılması
| Tanım | Kelvin | santigrat | Fahrenheit | Newton | Reaumur |
| Mutlak sıfır | −273.15 | −459.67 | −90.14 | −218.52 | |
| Fahrenheit karışımının erime sıcaklığı (eşit miktarlarda tuz ve buz) | 0 | −5.87 | |||
| Suyun donma noktası (normal koşullar) | 0 | 32 | 0 | ||
| Ortalama insan vücut sıcaklığı¹ | 36.8 | 98.2 | 12.21 | ||
| Suyun kaynama noktası (normal koşullar) | 100 | 212 | 33 | ||
| Güneş yüzeyi sıcaklığı | 5800 | 5526 | 9980 | 1823 |
Normal insan vücudu sıcaklığı 36,6 °C ±0,7 °C veya 98,2 °F ±1,3 °F'dir. Yaygın olarak alıntılanan 98,6 °F değeri, 19. yüzyıl Alman değeri olan 37 °C'nin Fahrenheit'e tam olarak dönüştürülmesidir. Bu değer normal sıcaklık aralığında olmadığından modern fikirler aşırı (yanlış) kesinlik içerdiğini söyleyebiliriz. Bu tablodaki bazı değerler yuvarlanmıştır.
Fahrenheit ve Santigrat ölçeklerinin karşılaştırılması
(ile ilgili– Fahrenheit ölçeği, oC– Santigrat ölçeği)
| OF | OC | OF | OC | OF | OC | OF | OC | |||
| -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 |
Santigrat dereceyi Kelvin'e dönüştürmek için aşağıdaki formülü kullanmalısınız: T=t+T 0 burada T kelvin cinsinden sıcaklıktır, t Celsius derece cinsinden sıcaklıktır, T 0 =273,15 kelvin. Santigrat derecenin boyutu kelvin'e eşittir.
- 48.67KbFederal Devlet Bütçe Yüksek Mesleki Eğitim Kurumu
"Voronej Devlet Pedagoji Üniversitesi"
Genel Fizik Bölümü
konuyla ilgili: “Mutlak sıfır sıcaklık”
Tamamlayan: 1. sınıf öğrencisi, FMF,
PI, Kondratenko Irina Aleksandrovna
Kontrol eden: genel departman asistanı
fizikçiler Afonin G.V.
Voronej-2013
Giriiş……………………………………………………. 3
1.Mutlak sıfır…………………………………………...4
2.Tarih………………………………………………………6
3. Mutlak sıfıra yakın gözlemlenen olaylar………..9
Sonuç…………………………………………………… 11
Kullanılan literatür listesi……………………………..12
giriiş
Uzun yıllardır araştırmacılar mutlak sıfır sıcaklığa doğru ilerliyorlar. Bilindiği gibi, mutlak sıfıra eşit bir sıcaklık, çok sayıda parçacıktan oluşan bir sistemin temel durumunu, atomların ve moleküllerin sözde "sıfır" titreşimler gerçekleştirdiği, mümkün olan en düşük enerjiye sahip bir durumu karakterize eder. Dolayısıyla mutlak sıfıra yakın derin soğutma (mutlak sıfırın pratikte ulaşılamaz olduğuna inanılıyor) maddenin özelliklerini incelemek için sınırsız olasılıkların önünü açıyor.
1. Mutlak sıfır
Mutlak sıfır sıcaklık (daha az yaygın olarak mutlak sıfır sıcaklık), Evrendeki bir fiziksel bedenin sahip olabileceği minimum sıcaklık sınırıdır. Mutlak sıfır, Kelvin ölçeği gibi mutlak bir sıcaklık ölçeğinin kökeni olarak hizmet eder. 1954 yılında, X Genel Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı, tek bir referans noktasına sahip bir termodinamik sıcaklık ölçeği oluşturdu; suyun üçlü noktası, sıcaklığı 273,16 K (kesin) olarak alındı, bu da 0,01 °C'ye karşılık geliyor. Santigrat ölçeğinde sıcaklık mutlak sıfıra -273,15 °C'ye karşılık gelir.
Termodinamiğin uygulanabilirliği çerçevesinde mutlak sıfıra pratikte ulaşılamaz. Sıcaklık ölçeğindeki varlığı ve konumu, gözlemlenen fiziksel olayların ekstrapolasyonundan kaynaklanır ve bu tür bir ekstrapolasyon, mutlak sıfırda, bir maddenin moleküllerinin ve atomlarının termal hareketinin enerjisinin, yani parçacıkların kaotik hareketinin sıfıra eşit olması gerektiğini gösterir. durur ve kristal kafesin düğümlerinde net bir konum işgal ederek düzenli bir yapı oluştururlar (sıvı helyum bir istisnadır). Ancak kuantum fiziği açısından bakıldığında ve mutlak sıfır sıcaklıkta, parçacıkların kuantum özelliklerinden ve onları çevreleyen fiziksel boşluktan kaynaklanan sıfır salınım vardır.
Bir sistemin sıcaklığı mutlak sıfıra yaklaştıkça entropisi, ısı kapasitesi ve termal genleşme katsayısı da sıfıra yaklaşır ve sistemi oluşturan parçacıkların kaotik hareketi durur. Tek kelimeyle madde, süper iletkenliğe ve süper akışkanlığa sahip bir süper maddeye dönüşür.
Mutlak sıfır sıcaklığı pratikte elde edilemez ve buna son derece yakın sıcaklıkların elde edilmesi karmaşık bir deneysel problemi temsil eder, ancak mutlak sıfırdan yalnızca derecenin milyonda biri kadar uzakta olan sıcaklıklar zaten elde edilmiştir. .
V hacmini sıfıra eşitleyerek ve şunu hesaba katarak Celsius ölçeğinde mutlak sıfırın değerini bulalım.
Dolayısıyla mutlak sıfır sıcaklığı -273°C'dir.
Bu, Lomonosov'un varlığını tahmin ettiği, doğadaki en aşırı, en düşük sıcaklık, "en büyük veya son derece soğuktur".
Şekil 1. Mutlak ve Celsius ölçeği
Mutlak sıcaklığın SI birimine kelvin (kısaltılmış K) denir. Bu nedenle Santigrat ölçeğindeki bir derece, Kelvin ölçeğindeki bir dereceye eşittir: 1 °C = 1 K.
Dolayısıyla mutlak sıcaklık, Celsius sıcaklığına ve a'nın deneysel olarak belirlenen değerine bağlı olan bir türev miktarıdır. Ancak temel öneme sahiptir.
Moleküler kinetik teori açısından mutlak sıcaklık, atomların veya moleküllerin kaotik hareketinin ortalama kinetik enerjisiyle ilgilidir. T = Tamam olduğunda termal hareket moleküller durur.
2. Tarih
"Mutlak sıfır sıcaklık" fiziksel kavramı modern bilim için çok önemlidir: süperiletkenlik gibi bir kavram bununla yakından ilişkilidir ve keşfi yirminci yüzyılın ikinci yarısında gerçek bir sansasyon yaratmıştır.
Mutlak sıfırın ne olduğunu anlamak için G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac ve W. Thomson gibi ünlü fizikçilerin çalışmalarına dönmelisiniz. Bugün hala kullanımda olan ana sıcaklık ölçeklerinin oluşturulmasında önemli bir rol oynadılar.
Sıcaklık ölçeğini ilk öneren, 1714'te Alman fizikçi G. Fahrenheit'ti. Aynı zamanda kar ve amonyak içeren karışımın sıcaklığı da mutlak sıfır yani bu ölçeğin en düşük noktası olarak alındı. Bir sonraki önemli gösterge ise 1000'e eşitlenen normal insan vücut sıcaklığıydı. Buna göre bu ölçeğin her bir bölümüne “derece Fahrenheit”, ölçeğin kendisine ise “Fahrenheit ölçeği” adı verildi.
30 yıl sonra İsveçli gökbilimci A. Celsius, ana noktaların buzun erime sıcaklığı ve suyun kaynama noktası olduğu kendi sıcaklık ölçeğini önerdi. Bu ölçeğe “Santigrat ölçeği” adı verildi; Rusya dahil dünyanın çoğu ülkesinde hala popüler.
Fransız bilim adamı J. Gay-Lussac, 1802 yılında ünlü deneylerini yaparken, sabit basınçtaki bir gazın hacminin doğrudan sıcaklığa bağlı olduğunu keşfetti. Ancak en merak edilen şey, sıcaklık 10 santigrat derece değiştiğinde gazın hacminin de aynı miktarda artması veya azalmasıydı. Gay-Lussac gerekli hesaplamaları yaptıktan sonra bu değerin gazın hacminin 1/273'üne eşit olduğunu buldu. Bu yasa bariz bir sonuca yol açtı: -273°C'ye eşit bir sıcaklık en düşük sıcaklıktır, ona yaklaşsanız bile bunu başarmak imkansızdır. “Mutlak sıfır sıcaklık” olarak adlandırılan bu sıcaklıktır. Üstelik mutlak sıfır, Lord Kelvin olarak da bilinen İngiliz fizikçi W. Thomson'un aktif rol aldığı mutlak sıcaklık ölçeğinin oluşturulmasının başlangıç noktası oldu. Ana araştırması, doğadaki hiçbir cismin mutlak sıfırın altına soğutulamayacağını kanıtlamakla ilgiliydi. Aynı zamanda termodinamiğin ikinci yasasını aktif olarak kullandı, bu nedenle 1848'de tanıttığı mutlak sıcaklık ölçeği, termodinamik veya "Kelvin ölçeği" olarak anılmaya başlandı. “mutlak sıfır” oluştu.
Şekil 2. Fahrenheit (F), Celsius (C) ve Kelvin (K) sıcaklık ölçekleri arasındaki ilişki.
SI sisteminde mutlak sıfırın çok önemli bir rol oynadığını da belirtmekte fayda var. Mesele şu ki, 1960 yılında, bir sonraki Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansında, termodinamik sıcaklık birimi - kelvin - altı temel ölçüm biriminden biri haline geldi. Aynı zamanda bir derece Kelvin olması da özel olarak öngörülmüştü.
sayısal olarak bir santigrat dereceye eşittir, ancak "Kelvin cinsinden" referans noktası genellikle mutlak sıfır olarak kabul edilir.
Mutlak sıfırın temel fiziksel anlamı, temel fizik yasalarına göre, böyle bir sıcaklıkta atomlar ve moleküller gibi temel parçacıkların hareket enerjisinin sıfır olmasıdır ve bu durumda aynı parçacıkların herhangi bir kaotik hareketinin olması gerekir. Dur. Mutlak sıfıra eşit bir sıcaklıkta, atomlar ve moleküller kristal kafesin ana noktalarında net bir konum almalı ve düzenli bir sistem oluşturmalıdır.
Günümüzde bilim insanları, özel ekipmanlar kullanarak mutlak sıfırın yalnızca milyonda birkaç parça üzerinde olan sıcaklıkları elde edebildiler. Termodinamiğin ikinci yasası nedeniyle bu değere tek başına ulaşmak fiziksel olarak imkansızdır.
3. Mutlak sıfıra yakın gözlemlenen olaylar
Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda makroskobik düzeyde tamamen kuantum etkileri gözlemlenebilir:
1. Süperiletkenlik, bazı malzemelerin belirli bir değerin (kritik sıcaklık) altındaki bir sıcaklığa ulaştığında kesinlikle sıfır elektrik direncine sahip olma özelliğidir. Süperiletken duruma dönüşen yüzlerce bileşik, saf element, alaşım ve seramik bilinmektedir.
Süperiletkenlik bir kuantum olgusudur. Aynı zamanda manyetik alanın süper iletkenin hacminden tamamen yer değiştirmesinden oluşan Meissner etkisi ile de karakterize edilir. Bu etkinin varlığı süperiletkenliğin klasik anlamda basitçe ideal iletkenlik olarak tanımlanamayacağını göstermektedir. 1986-1993'te açıldı. bir dizi yüksek sıcaklık süperiletkeni (HTSC), süperiletkenliğin sıcaklık sınırını çok geriye itti ve süperiletken malzemelerin yalnızca sıvı helyum sıcaklığında (4,2 K) değil, aynı zamanda sıvının kaynama noktasında da pratik olarak kullanılmasını mümkün kıldı. nitrojen (77 K), çok daha ucuz bir kriyojenik sıvıdır.
2. Süper akışkanlık - sıcaklık mutlak sıfıra (termodinamik faz) düştüğünde ortaya çıkan özel bir durumdaki (kuantum sıvısı) bir maddenin, dar yarıklardan ve kılcal damarlardan sürtünme olmadan akma yeteneği. Yakın zamana kadar süperakışkanlık yalnızca sıvı helyum için biliniyordu, ancak son yıllarda diğer sistemlerde de süperakışkanlık keşfedildi: seyreltilmiş atomik Bose yoğunlaşmalarında, katı helyum.
Süperakışkanlık şu şekilde açıklanmaktadır. Helyum atomları bozon olduğundan, kuantum mekaniği keyfi sayıda parçacığın aynı durumda olmasına izin verir. Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda, tüm helyum atomları temel enerji durumundadır. Durumların enerjisi ayrık olduğundan, bir atom herhangi bir enerji değil, yalnızca bitişik enerji seviyeleri arasındaki enerji boşluğuna eşit bir enerji alabilir. Ancak düşük sıcaklıklarda çarpışma enerjisi bu değerden daha az olabilir ve bunun sonucunda enerji kaybı meydana gelmez. Sıvı sürtünme olmadan akacaktır.
3. Bose - Einstein yoğunlaşması - fiziksel durum Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara (mutlak sıfırın üzerinde bir derecenin milyonda birinden daha az) soğutulmuş bozonlara dayanan bir madde. Böylesine güçlü bir şekilde soğutulmuş bir durumda, yeterince fazla sayıda atom kendilerini mümkün olan minimum kuantum durumlarında bulur ve kuantum etkileri makroskobik düzeyde kendini göstermeye başlar.
Çözüm
Mutlak sıfıra yakın maddenin özelliklerinin incelenmesi bilim ve teknoloji açısından büyük ilgi görmektedir.
Bir maddenin, oda sıcaklığında termal olaylarla (örneğin, termal gürültü) gizlenen birçok özelliği, sıcaklık düştükçe giderek daha belirgin hale gelmeye başlar ve bu, belirli bir maddenin doğasında bulunan kalıpları ve bağlantıları saf formlarında incelemeyi mümkün kılar. madde. Düşük sıcaklıklar alanındaki araştırmalar, helyumun süper akışkanlığı ve metallerin süper iletkenliği gibi birçok yeni doğal olgunun keşfedilmesini mümkün kılmıştır.
Düşük sıcaklıklarda malzemelerin özellikleri önemli ölçüde değişir. Bazı metaller mukavemetlerini arttırıp sünek hale gelirken bazıları cam gibi kırılgan hale gelir.
Düşük sıcaklıklarda fizikokimyasal özelliklerin incelenmesi, gelecekte önceden belirlenmiş özelliklere sahip yeni maddeler yaratılmasını mümkün kılacaktır. Bütün bunlar uzay araçlarının, istasyonların ve aletlerin tasarımı ve yaratılması açısından çok değerlidir.
Kozmik cisimlerin radar çalışmaları sırasında alınan radyo sinyalinin çok küçük olduğu ve çeşitli gürültülerden ayırt edilmesinin zor olduğu bilinmektedir. Bilim insanları tarafından yakın zamanda oluşturulan moleküler osilatörler ve yükselteçler çok düşük sıcaklıklarda çalışır ve bu nedenle çok düşük gürültü seviyesine sahiptir.
Metallerin, yarı iletkenlerin ve dielektriklerin düşük sıcaklıktaki elektriksel ve manyetik özellikleri, temelde yeni mikroskobik radyo cihazlarının geliştirilmesini mümkün kılmaktadır.
Ultra düşük sıcaklıklar, örneğin dev nükleer parçacık hızlandırıcılarını çalıştırmak için gerekli olan vakumu oluşturmak için kullanılır.
Kullanılmış literatür listesi
- http://wikipedia.org
- http://rudocs.exdat.com
- http://fb.ru
Kısa açıklama
Uzun yıllardır araştırmacılar mutlak sıfır sıcaklığa doğru ilerliyorlar. Bilindiği gibi, mutlak sıfıra eşit bir sıcaklık, çok sayıda parçacıktan oluşan bir sistemin temel durumunu, atomların ve moleküllerin sözde "sıfır" titreşimler gerçekleştirdiği, mümkün olan en düşük enerjiye sahip bir durumu karakterize eder. Dolayısıyla mutlak sıfıra yakın derin soğutma (mutlak sıfırın pratikte ulaşılamaz olduğuna inanılıyor) maddenin özelliklerini incelemek için sınırsız olasılıkların önünü açıyor.
Mutlak sıfır -273,15 °C sıcaklığa karşılık gelir.
Pratikte mutlak sıfıra ulaşılamayacağına inanılıyor. Sıcaklık ölçeğindeki varlığı ve konumu, gözlemlenen fiziksel olayların ekstrapolasyonundan kaynaklanır ve bu tür bir ekstrapolasyon, mutlak sıfırda, bir maddenin moleküllerinin ve atomlarının termal hareketinin enerjisinin, yani parçacıkların kaotik hareketinin sıfıra eşit olması gerektiğini gösterir. durur ve kristal kafesin düğümlerinde açık bir konum işgal ederek düzenli bir yapı oluştururlar. Ancak gerçekte mutlak sıfır sıcaklıkta bile maddeyi oluşturan parçacıkların düzenli hareketleri devam edecektir. Sıfır noktası salınımları gibi geri kalan salınımlar, parçacıkların kuantum özelliklerinden ve onları çevreleyen fiziksel boşluktan kaynaklanmaktadır.
Şu anda, fiziksel laboratuvarlarda mutlak sıfırı derecenin yalnızca birkaç milyonda biri kadar aşan sıcaklıkları elde etmek mümkün; termodinamik yasalarına göre bunu başarmak imkansızdır.
Notlar
Edebiyat
- G. Burmin. Mutlak sıfıra saldırı. - M.: “Çocuk Edebiyatı”, 1983.
Ayrıca bakınız
Wikimedia Vakfı.
2010.:Eş anlamlılar
Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın kökeni (bkz. TERMODİNAMİK SICAKLIK ÖLÇEĞİ). Mutlak sıfır, kabul edildiği suyun üçlü noktasının (bkz. ÜÇLÜ NOKTA) sıcaklığının 273,16 °C altındadır ... ... Ansiklopedik Sözlük
Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın kökeni. Mutlak sıfır, suyun üçlü nokta sıcaklığının (0,01°C) 273,16°C altındadır. Mutlak sıfıra temelde ulaşılamaz, sıcaklıklara neredeyse ulaşıldı... ... Modern ansiklopedi
Sıcaklıklar, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın başlangıç noktasıdır. Mutlak sıfır, değeri 0.01.C olan suyun üçlü noktasının sıcaklığının 273.16.C altında bulunur. Mutlak sıfır temelde ulaşılamaz (bkz.... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük
Isının yokluğunu ifade eden sıcaklık 218° C'ye eşittir. Rus dilinde yer alan yabancı kelimeler sözlüğü. Pavlenkov F., 1907. Mutlak sıfır sıcaklığı (fiziksel) - mümkün olan en düşük sıcaklık (273,15°C). Büyük sözlük... ... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü
mutlak sıfır- Moleküllerin termal hareketinin durduğu son derece düşük sıcaklık; Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır (0°K), –273,16±0,01°C'ye karşılık gelir... Coğrafya Sözlüğü
İsim, eşanlamlıların sayısı: 15 yuvarlak sıfır (8) küçük adam (32) küçük kızartma... Eşanlamlılar sözlüğü
Moleküllerin termal hareketinin durduğu son derece düşük sıcaklık. Boyle-Mariotte yasasına göre ideal bir gazın basıncı ve hacmi sıfıra eşit olur ve Kelvin ölçeğinde mutlak sıcaklığın başlangıcı ... ... Ekolojik sözlük
mutlak sıfır- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Genel olarak enerji konuları EN sıfır noktası ... Teknik Çevirmen Kılavuzu
Mutlak sıcaklık referansının başlangıcı. 273,16° C'ye karşılık gelir. Şu anda fiziksel laboratuvarlarda mutlak sıfırı derecenin yalnızca birkaç milyonda biri kadar aşan bir sıcaklık elde etmek ve bunu başarmak yasalara uygun olarak mümkün olmuştur... ... Collier Ansiklopedisi
mutlak sıfır- T sritis standart ve metroloji uygulamalarının mutlak durumu Termodinamik sıcaklıklar, en yüksek değerde 273.16 K üç değere sahiptir. Tai 273,16 °C, 459,69 °F 0 K sıcaklığa sahiptir. atitikmenys: türkçe.… … Metrologijos terminų žodynas'ın kullanımı
mutlak sıfır- absoliutusis nulis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273,16 °C). atitikmenys: İngilizce. mutlak sıfır rus. mutlak sıfır... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Mutlak sıfır sıcaklık
Mutlak sıfır sıcaklık(daha az sıklıkla - mutlak sıfır sıcaklık) - Evrendeki fiziksel bir bedenin sahip olabileceği minimum sıcaklık sınırı. Mutlak sıfır, Kelvin ölçeği gibi mutlak bir sıcaklık ölçeğinin kökeni olarak hizmet eder. 1954 yılında, X Genel Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı, tek bir referans noktasına sahip bir termodinamik sıcaklık ölçeği oluşturdu; suyun üçlü noktası, sıcaklığı 273,16 K (kesin) olarak alındı, bu da 0,01 °C'ye karşılık geliyor. Santigrat ölçeğinde sıcaklık mutlak sıfıra -273,15 °C'ye karşılık gelir.
Mutlak sıfıra yakın gözlemlenen olaylar
Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda makroskobik düzeyde tamamen kuantum etkileri gözlemlenebilir:
Notlar
Edebiyat
- G. Burmin. Mutlak sıfıra saldırı. - M.: “Çocuk Edebiyatı”, 1983
Ayrıca bakınız
Wikimedia Vakfı.
- gidiyor
- Kşapanaka
Diğer sözlüklerde “Mutlak sıfır sıcaklık” ın ne olduğuna bakın:
MUTLAK SIFIR SICAKLIK- termodinamik referans noktası. sıcaklık; Suyun üçlü nokta sıcaklığının (0,01°C) 273,16 K altında yer alır (Santigrat ölçeğinde sıfır sıcaklığın 273,15°C altında, (bkz. SICAKLIK ÖLÇEKLERİ). Termodinamik bir sıcaklık ölçeğinin varlığı ve A.n.T.… … Fiziksel ansiklopedi
mutlak sıfır sıcaklık- termodinamik sıcaklık ölçeğinde mutlak sıcaklık okumasının başlangıcı. Mutlak sıfır, suyun 0,01°C olduğu varsayılan üçlü nokta sıcaklığının 273,16°C altındadır. Mutlak sıfır sıcaklığına temelde ulaşılamaz... ... Ansiklopedik Sözlük
mutlak sıfır sıcaklık- Energetika apibrėžtis Termodinamik sıcaklıklar, mevcut durumda, 273.16 K'lık üç değere ulaşmış durumda. Pagal trečiąjį termodinamik dėsnį, absoliutusis nulis nepasiekiamas. atitikmenys: türkçe.… … Işıklandırma ve Markalama Teknolojileri Terminolojileri
Mutlak sıfır sıcaklık- Kelvin ölçeğinde ilk okunan değer, Santigrat ölçeğinde 273,16 derecelik negatif sıcaklıktır... Modern doğa biliminin başlangıcı
MUTLAK SIFIR- sıcaklık, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklık okumasının başlangıcı. Mutlak sıfır, suyun üçlü nokta sıcaklığının (0,01°C) 273,16°C altındadır. Mutlak sıfıra temelde ulaşılamaz, sıcaklıklara neredeyse ulaşıldı... ... Modern ansiklopedi
MUTLAK SIFIR- sıcaklık, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın başlangıç noktasıdır. Mutlak sıfır, değeri 0.01.C olan suyun üçlü noktasının sıcaklığının 273.16.C altında bulunur. Mutlak sıfır temelde ulaşılamaz (bkz.... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük
MUTLAK SIFIR- ısının yokluğunu ifade eden sıcaklık 218 ° C'ye eşittir. Rus dilinde yer alan yabancı kelimeler sözlüğü. Pavlenkov F., 1907. Mutlak sıfır sıcaklığı (fiziksel) - mümkün olan en düşük sıcaklık (273,15°C). Büyük sözlük... ... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü
MUTLAK SIFIR- sıcaklık, termodinamik sıcaklık ölçeğinde sıcaklığın başlangıcı (bkz. TERMODİNAMİK SICAKLIK ÖLÇEĞİ). Mutlak sıfır, kabul edildiği suyun üçlü noktasının (bkz. ÜÇLÜ NOKTA) sıcaklığının 273,16 °C altındadır ... ... Ansiklopedik Sözlük
MUTLAK SIFIR- Moleküllerin termal hareketinin durduğu son derece düşük sıcaklık. Boyle-Mariotte yasasına göre ideal bir gazın basıncı ve hacmi sıfıra eşit olur ve Kelvin ölçeğinde mutlak sıcaklığın başlangıcı ... ... Ekolojik sözlük
MUTLAK SIFIR- mutlak sıcaklık sayımının başlangıcı. 273,16° C'ye karşılık gelir. Şu anda fiziksel laboratuvarlarda mutlak sıfırı derecenin yalnızca birkaç milyonda biri kadar aşan bir sıcaklık elde etmek ve bunu başarmak yasalara uygun olarak mümkün olmuştur... ... Collier Ansiklopedisi
Hava durumu raporu sıfıra yakın sıcaklıklar öngördüğünde buz pateni pistine gitmemelisiniz: buz eriyecektir. Buzun erime sıcaklığı, en yaygın sıcaklık ölçeği olan sıfır santigrat derece olarak alınır.
Negatif santigrat derece ölçeğine çok aşinayız - derece<ниже
нуля>, derece soğuk. Dünyadaki en düşük sıcaklık Antarktika'da kaydedildi: -88,3°C. Dünyanın dışında daha düşük sıcaklıklar da mümkündür: Ay'ın gece yarısında Ay'ın yüzeyinde sıcaklık -160°C'ye ulaşabilir.
Ancak keyfi olarak düşük sıcaklıklar hiçbir yerde bulunamaz.
Santigrat ölçeğindeki son derece düşük sıcaklık - mutlak sıfır - -273,16°'ye karşılık gelir.
Mutlak sıcaklık ölçeği Kelvin ölçeği mutlak sıfırdan kaynaklanır. Buz 273,16° Kelvin'de erir ve su 373,16° K'de kaynar. Dolayısıyla K derecesi C derecesine eşittir. Ancak Kelvin ölçeğinde tüm sıcaklıklar pozitiftir.
Neden 0°K soğukluk sınırıdır?<пляска>parçacıklar neredeyse tamamen durur. Mutlak sıfır olarak kabul edilen bir sıcaklıkta atomlar ve moleküller tamamen donardı.
Kuantum mekaniğinin ilkelerine göre, mutlak sıfırda parçacıkların termal hareketi durur, ancak parçacıklar tamamen hareketsiz olamayacakları için donmazlar. Bu nedenle, mutlak sıfırda parçacıkların hala sıfır hareket adı verilen bir tür hareketi sürdürmesi gerekir.<идти медленнее, чем стоять на месте>.
Ancak bir maddeyi mutlak sıfırın altındaki bir sıcaklığa soğutmak, örneğin niyet kadar anlamsız bir fikirdir.
Üstelik tam olarak mutlak sıfıra ulaşmak bile neredeyse imkansızdır. Ona ancak yaklaşabilirsin. Çünkü bir maddenin termal enerjisinin tamamını tamamen ortadan kaldırmanın bir yolu yoktur. Termal enerjinin bir kısmı en derin soğutmada kalır.
Ultra düşük sıcaklıklara nasıl ulaşırsınız?
Bir maddeyi dondurmak ısıtmaktan daha zordur. Bu, ocak ve buzdolabının tasarımının karşılaştırılmasında bile görülebilir.
Ev ve endüstriyel buzdolaplarının çoğunda, metal tüpler arasında dolaşan özel bir sıvı olan freonun buharlaşması nedeniyle ısı giderilir. İşin sırrı, freonun yalnızca yeterince düşük bir sıcaklıkta sıvı halde kalabilmesidir. Soğutucu bölmede ise haznenin ısısından dolayı ısınıp kaynayarak buhara dönüşür. Ancak buhar kompresör tarafından sıkıştırılır, sıvılaştırılır ve buharlaştırıcıya girerek buharlaşan freon kaybını yeniler. Kompresörü çalıştırmak için enerji tüketilir. Derin soğutma cihazlarında soğuk taşıyıcı ultra soğuk sıvı - sıvı helyumdur. Renksiz, hafif (sudan 8 kat daha hafif), suyun altında kaynar. atmosferik basınç
4,2°K'de ve vakumda - 0,7°K'de. Helyumun hafif izotopu daha da düşük bir sıcaklık verir: 0,3°K. Kalıcı bir helyum buzdolabının kurulması oldukça zordur. Araştırma basitçe sıvı helyumlu banyolarda gerçekleştirilir. Fizikçiler bu gazı sıvılaştırmak için
Ortaya çıkan sıvı helyum özel termoslarda - Dewar şişelerinde saklanır.
Bu çok soğuk sıvının (mutlak sıfırda donmayan tek sıvı) maliyeti oldukça yüksek çıkıyor. Bununla birlikte, sıvı helyum günümüzde sadece bilimde değil, aynı zamanda çeşitli teknik cihazlarda da giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
En düşük sıcaklıklara farklı bir şekilde ulaşıldı. Potasyum krom şap gibi bazı tuzların moleküllerinin manyetik kuvvet çizgileri boyunca dönebildiği ortaya çıktı. Bu tuz, sıvı helyum ile 1°K'ye kadar önceden soğutulur ve güçlü bir manyetik alana yerleştirilir. Bu durumda moleküller kuvvet çizgileri boyunca döner ve açığa çıkan ısı sıvı helyum tarafından alınır. Daha sonra manyetik alan aniden ortadan kaldırılır, moleküller tekrar farklı yönlere döner ve harcanan enerji
Bu çalışma tuzun daha da soğumasına yol açar. Bu şekilde 0,001° K'lik bir sıcaklık elde ettik. Prensipte benzer bir yöntem kullanarak, diğer maddeleri kullanarak daha da düşük bir sıcaklık elde edebiliriz.
Şu ana kadar Dünya'da elde edilen en düşük sıcaklık 0,00001° K'dir.
Süperakışkanlık
Sıvı helyum banyolarında ultra düşük sıcaklıklarda dondurulan bir madde gözle görülür biçimde değişir. Kauçuk kırılgan hale gelir, kurşun çelik gibi sertleşir ve elastik hale gelir, birçok alaşım mukavemeti arttırır.
Sıvı helyumun kendisi tuhaf bir şekilde davranır. 2,2° K'nin altındaki sıcaklıklarda sıradan sıvılar için benzeri görülmemiş bir özellik kazanır - süper akışkanlık: bir kısmı viskozitesini tamamen kaybeder ve en dar çatlaklardan herhangi bir sürtünme olmadan akar.
Bu fenomen 1937'de Sovyet fizikçi Akademisyen P. JI tarafından keşfedildi.
Kapitsa, daha sonra Akademisyen JI tarafından açıklandı. D. Landau.
Mutlak sıfıra yakın yerlerde bazı malzemelerin elektriksel özelliklerinde son derece ilginç değişiklikler meydana gelir.
1911'de Hollandalı fizikçi Kamerlingh Onnes beklenmedik bir keşif yaptı: 4,12 ° K sıcaklıkta cıvadaki elektrik direncinin tamamen ortadan kalktığı ortaya çıktı. Cıva süperiletken olur.
Süper iletken bir halkada indüklenen elektrik akımı tükenmez ve neredeyse sonsuza kadar akabilir.<гроб Магомета>Böyle bir halkanın üzerinde süper iletken bir top havada yüzecek ve bir peri masalı gibi düşmeyecek
Çünkü yerçekimi, halka ile top arasındaki manyetik itme ile telafi edilir. Sonuçta, halkadaki sürekli bir akım bir manyetik alan yaratacak ve bu da topta bir elektrik akımına ve bununla birlikte zıt yönlü bir manyetik alana neden olacaktır.
Cıvaya ek olarak kalay, kurşun, çinko ve alüminyum da mutlak sıfıra yakın süperiletkenliğe sahiptir. Bu özellik 23 elementte, yüzden fazla farklı alaşımda ve diğer kimyasal bileşiklerde bulunmuştur.
Süperiletkenliğin ortaya çıktığı sıcaklıklar (kritik sıcaklıklar), 0,35° K'den (hafniyum) 18° K'ye (niyobyum-kalay alaşımı) kadar oldukça geniş bir aralığı kapsar.
Süperiletkenlik olgusu, süper-
akışkanlık ayrıntılı olarak incelenmiştir. Kritik sıcaklıkların malzemelerin iç yapısına ve dış manyetik alana bağımlılığı bulunmuştur.
Derin bir süperiletkenlik teorisi geliştirildi (Sovyet bilim adamı Akademisyen N. N. Bogolyubov tarafından önemli bir katkı yapıldı).<танцуя>Bu paradoksal olgunun özü yine tamamen kuantumdur. Çok düşük sıcaklıklarda elektronlar<прутьями решетки>süperiletkenler, kristal kafese enerji veremeyen veya onu ısıtmak için enerji kuantumunu boşa harcayan, çift olarak bağlı parçacıklardan oluşan bir sistem oluşturur. Elektron çiftleri sanki hareket ediyormuş gibi hareket ediyor
, arasında
- iyonlar ve çarpışmalar ve enerji aktarımı olmadan onları atlayın.
Süperiletkenlik teknolojide giderek daha fazla kullanılmaktadır. Örneğin, pratikte süper iletken solenoidler kullanılır - sıvı helyuma batırılmış süper iletken bobinler. Bir kez indüklenen akım ve dolayısıyla manyetik alan, içlerinde istenildiği kadar saklanabilir. Devasa bir boyuta ulaşabilir - 100.000'in üzerinde oersted. Gelecekte, güçlü endüstriyel süper iletken cihazlar şüphesiz ortaya çıkacak - elektrik motorları, elektromıknatıslar vb.<шумы>teçhizat. Elektronik bilgi işlem teknolojisinde, düşük güçlü süper iletken anahtarlar - kriyotronlar için parlak bir gelecek vaat ediliyor (bkz.<Пути электроники>).
Bu tür cihazların çalışmasını daha yüksek, daha erişilebilir sıcaklıklara çıkarmanın ne kadar cazip olacağını hayal etmek zor değil. İÇİNDE son zamanlarda polimer film süperiletkenleri yaratma umudu açılıyor. Bu tür malzemelerdeki elektriksel iletkenliğin kendine özgü doğası, süperiletkenliği oda sıcaklıklarında bile korumak için mükemmel bir fırsat vaat ediyor. Bilim insanları ısrarla bu umudu gerçekleştirmenin yollarını arıyor.
Şimdi dünyadaki en sıcak şeyin dünyasına, yıldızların derinliklerine bakalım. Sıcaklıkların milyonlarca dereceye ulaştığı yer.
Yıldızlardaki rastgele termal hareket o kadar yoğundur ki atomların tamamı orada bulunamaz; sayısız çarpışma sonucu yok olurlar.
Dolayısıyla bu kadar sıcak olan bir madde ne katı, ne sıvı, ne de gaz halinde olabilir. Plazma halindedir, yani elektrik yüklü bir karışımdır.<осколков>atomlar - atom çekirdeği ve elektronlar.
Plazma maddenin eşsiz bir halidir. Parçacıkları elektrik yüklü olduğundan elektriksel ve manyetik kuvvetlere karşı duyarlıdırlar. Bu nedenle, iki atom çekirdeğinin yakınlığı (pozitif yük taşırlar) nadir görülen bir olgudur. Yalnızca yüksek yoğunluklarda ve çok yüksek sıcaklıklarda birbirleriyle çarpışan atom çekirdekleri birbirine yaklaşabilir. Daha sonra yıldızların enerji kaynağı olan termonükleer reaksiyonlar meydana gelir.
Bize en yakın yıldız olan Güneş, esas olarak yıldızın bağırsaklarında 10 milyon dereceye kadar ısıtılan hidrojen plazmasından oluşur. Bu koşullar altında, nadir de olsa hızlı hidrojen çekirdekleri (protonlar) ile yakın karşılaşmalar meydana gelir. Bazen yaklaşan protonlar etkileşime girer: elektriksel itmeyi yendikten sonra hızla devasa nükleer çekim kuvvetlerinin gücüne düşerler.<падают>üst üste koyun ve birleştirin. Burada anında bir yeniden yapılanma meydana gelir: iki proton yerine bir döteron (ağır bir hidrojen izotopunun çekirdeği), bir pozitron ve bir nötrino ortaya çıkar. Açığa çıkan enerji 0,46 milyon elektron volttur (MeV).
Her bir güneş protonu ortalama olarak her 14 milyar yılda bir böyle bir reaksiyona girebilmektedir. Ancak ışığın bağırsaklarında o kadar çok proton var ki, orada burada bu beklenmedik olay meydana geliyor ve yıldızımız eşit, göz kamaştırıcı aleviyle yanıyor.
Döteronların sentezi güneş termonükleer dönüşümlerinin yalnızca ilk adımıdır. Yeni doğan döteron çok kısa sürede (ortalama 5,7 saniye sonra) başka bir protonla birleşir. Hafif bir helyum çekirdeği ve bir gama ışını ortaya çıkıyor elektromanyetik radyasyon
. 5,48 MeV enerji açığa çıkar.
Son olarak, ortalama olarak her milyon yılda bir, iki hafif helyum çekirdeği yakınlaşıp birleşebilir. Daha sonra sıradan bir helyum çekirdeği (alfa parçacığı) oluşur ve iki proton bölünür. 12,85 MeV enerji açığa çıkar.<конвейер>Bu üç aşamalı<сгорает>termonükleer reaksiyonlar tek değildir.<золу>Başka bir nükleer dönüşüm zinciri daha var, daha hızlı olanlar. Karbon ve nitrojenin atom çekirdekleri buna katılır (tüketilmeden). Ancak her iki seçenekte de alfa parçacıkları hidrojen çekirdeklerinden sentezleniyor. Mecazi anlamda konuşursak, Güneş'in hidrojen plazması
, dönüşüyor<худеет>- helyum plazması. Ve her gram helyum plazmasının sentezi sırasında 175 bin kWh enerji açığa çıkıyor. Çok büyük bir sayı!<горючего>Güneş her saniye 4.1033 erg enerji yayar ve ağırlıkça 4.1012 g (4 milyon ton) madde kaybeder. Ancak Güneş'in toplam kütlesi 2.1027 tondur. Bu, radyasyon sayesinde Güneş'in bir milyon yıl içinde yok olacağı anlamına gelir.
kütlesinin yalnızca on milyonda biri. Bu rakamlar, termonükleer reaksiyonların etkinliğini ve güneş enerjisinin devasa kalorifik değerini anlamlı bir şekilde göstermektedir.<зола>- hidrojen.<горючим>Görünüşe göre termonükleer füzyon tüm yıldızlar için ana enerji kaynağıdır.
Yıldız içlerinin farklı sıcaklık ve yoğunluklarında, farklı türde reaksiyonlar meydana gelir. Özellikle güneş -helyum çekirdeği - 100 milyon derecede kendisi termonükleer hale gelir. Daha sonra alfa parçacıklarından daha ağır atom çekirdekleri (karbon ve hatta oksijen) sentezlenebilir.<Вселенная вчера, сегодня и завтра>).
Birçok bilim adamına göre Metagalaxy'nin tamamı bir bütün olarak aynı zamanda bir meyvedir.
termonükleer füzyon<горючего>bir milyar derecelik bir sıcaklıkta gerçekleşti (bkz.
<Горючего>Yapay güneşe doğru
Termonükleerin olağanüstü kalorifik değeri
bilim adamlarını nükleer füzyon reaksiyonlarının yapay olarak uygulanmasını sağlamaya teşvik etti.<горючее>- Gezegenimizde birçok hidrojen izotopu var. Örneğin süper ağır hidrojen trityum, nükleer reaktörlerde metal lityumdan üretilebilir. Ve ağır hidrojen - döteryum, sıradan sudan çıkarılabilen ağır suyun bir parçasıdır.
Bu sorun ilk olarak hidrojen bombasında çözüldü. Buradaki hidrojen izotopları, maddenin on milyonlarca dereceye kadar ısıtılmasıyla birlikte bir atom bombasının patlamasıyla ateşlenir. Hidrojen bombasının bir versiyonunda, termonükleer yakıt, ağır hidrojen ile hafif lityum - hafif lityum döteritin kimyasal bir bileşiğidir. Bu beyaz toz, sofra tuzuna benzer.<воспламеняясь>itibaren<спички>Bir atom bombası olan atom bombası anında patlayarak yüz milyonlarca derecelik bir sıcaklık yaratır.
Barışçıl bir termonükleer reaksiyon başlatmak için, öncelikle küçük dozlarda yeterince yoğun bir hidrojen izotop plazmasının, atom bombasının hizmetleri olmadan yüz milyonlarca derecelik sıcaklıklara nasıl ısıtılacağını öğrenmek gerekir. Bu problem modern uygulamalı fizikteki en zor problemlerden biridir. Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları bunun üzerinde uzun yıllardır çalışıyor.
Vücutların ısınmasını yaratan şeyin parçacıkların kaotik hareketi olduğunu ve rastgele hareketlerinin ortalama enerjisinin sıcaklığa karşılık geldiğini söylemiştik. Soğuk bir vücudu ısıtmak, herhangi bir şekilde bu bozukluğu yaratmak demektir.
Birbirine doğru koşan iki grup koşucuyu hayal edin. Böylece çarpıştılar, karıştılar, bir ezilme ve karışıklık başladı.
Büyük karışıklık! Hemen hemen aynı şekilde, fizikçiler başlangıçta gaz jetlerini çarpıştırarak yüksek sıcaklıklar elde etmeye çalıştılar. yüksek basınç
. Gaz 10 bin dereceye kadar ısındı. Bir zamanlar bu bir rekordu: Sıcaklık Güneş'in yüzeyinden daha yüksekti.
Ancak bu yöntemle gazın oldukça yavaş, patlayıcı olmayan bir şekilde ısıtılması imkansızdır, çünkü termal bozukluk anında her yöne yayılarak deney odasının duvarlarını ve çevreyi ısıtır. Ortaya çıkan ısı hızla sistemi terk eder ve onu izole etmek imkansızdır.
Doğru, plazma en dayanıklı maddeden yapılmış kaplar tarafından bile ısı kaybından korunamaz. Katı duvarlarla temas ettiğinde sıcak plazma hemen soğur. Ancak plazmayı, odanın duvarlarına temas etmeyecek, hiçbir şeye dokunmayacak şekilde boşlukta asılı kalacak şekilde vakumda biriktirerek tutmaya ve ısıtmaya çalışabilirsiniz. Burada plazma parçacıklarının gaz atomları gibi nötr değil, elektrik yüklü olmasından faydalanmalıyız. Bu nedenle hareket ederken manyetik kuvvetlere maruz kalırlar. Görev ortaya çıkıyor: sıcak plazmanın sanki görünmez duvarları olan bir torbanın içindeymiş gibi asılı kalacağı özel bir konfigürasyonda manyetik bir alan yaratmak.
En basit biçim Bu tür elektrik, plazmadan güçlü elektrik akımı darbeleri geçtiğinde otomatik olarak oluşturulur. Bu durumda, plazma kordonunun etrafında kordonu sıkıştırma eğiliminde olan manyetik kuvvetler indüklenir.
Plazma, boşaltma tüpünün duvarlarından ayrılır ve parçacıkların ezilmesi sırasında kordon ekseninde sıcaklık 2 milyon dereceye yükselir.
Ülkemizde bu tür deneyler 1950 yılında akademisyen JI'nin önderliğinde yapıldı. A. Artsimovich ve M. A. Leontovich.
Deneylerin bir başka yönü, 1952'de şu anda akademisyen olan Sovyet fizikçi G.I. Budker tarafından önerilen manyetik şişenin kullanılmasıdır. Manyetik şişe, odanın uçlarında yoğunlaşan, harici bir sargı ile donatılmış silindirik bir vakum odası olan bir mantar bölmesine yerleştirilir. Sargıdan akan akım, haznede manyetik bir alan oluşturur. Orta kısımdaki alan çizgileri silindirin genatrisine paralel olarak yerleştirilmiştir ve uçlarında sıkıştırılarak manyetik tıkaçlar oluşturur. Manyetik bir şişeye enjekte edilen plazma parçacıkları alan çizgileri etrafında kıvrılır ve tıkaçlardan yansıtılır. Sonuç olarak plazma bir süre şişenin içinde kalır. Şişeye verilen plazma parçacıklarının enerjisi yeterince yüksekse ve birçoğu varsa, karmaşık kuvvet etkileşimlerine girerler, başlangıçta sıralı hareketleri karışır, düzensiz hale gelir - hidrojen çekirdeklerinin sıcaklığı on milyonlara yükselir derece.<ударами>Elektromanyetik ile ek ısıtma sağlanır plazma, manyetik alanın sıkıştırılması vb. ile. Şimdi ağır hidrojen çekirdeklerinin plazması yüz milyonlarca dereceye kadar ısıtılıyor. Doğru, bu şu şekilde de yapılabilir: kısa zaman
Kendi kendine devam eden bir reaksiyonu başlatmak için plazmanın sıcaklığı ve yoğunluğunun daha da arttırılması gerekir. Bunu başarmak zordur. Ancak bilim adamlarının ikna ettiği gibi sorun şüphesiz çözülebilir.
G.B. Anfilov
Web sitemizdeki fotoğrafların başka kaynaklarda yayınlanmasına ve makalelerden alıntı yapılmasına, kaynağa ve fotoğraflara bağlantı verilmesi koşuluyla izin verilir.