Апсолутна нула: историја на откривање и главна примена

Физичкиот концепт на "апсолутна нулта температура" е многу важен за модерната наука: тој е тесно поврзан со таков концепт како суперспроводливост, откривањето на кое стана вистински фурор во втората половина на дваесеттиот век.

За да се разбере што е апсолутна нула, треба да се свртиме кон делата на таквите познати физичари како Г. Фаренхајт, А. Целзиус, Ј. Геј-Лусак и В. Томсон. Тие играа клучна улога во креирањето на основните температурни скали кои досега се користеа.

Првата температурна скала предложена во 1714 од германскиот физичар Г. Фаренхајт. Во исто време, за апсолутна нула, односно за најниската точка на оваа скала, беше земена температурата на мешавината, која вклучуваше снег и амонијак. Следниот важен показател беше нормалната температура на човечкото тело, која станала еднаква на 1000. Според тоа, секоја поделба на оваа скала била наречена "Фаренхајт", а самата скала - "Фаренхајтови скали".

По 30 години, шведскиот астроном А. Целзиус ја предложи својата температурна скала, каде што главните точки беа температурата на топењето на мразот и точката на вриење на водата. Оваа скала се нарекува "скала Целзиус", таа сеуште е популарна во повеќето земји во светот, вклучително и во Русија.

Во 1802 година, спроведувајќи ги неговите познати експерименти, францускиот научник Г. Геј-Лусак открил дека волуменот на масата на гас при постојан притисок е директно зависен од температурата. Но, најчудно е тоа што кога температурата се менува за 10 Целзиусови степени, обемот на гас се зголемува или намалува за истиот износ. По извршувањето на потребните пресметки, Геј-Лусак утврдил дека оваа вредност е 1/273 од волуменот на гас на температура еднаква на 0С.

Од овој закон следеше заостанатиот заклучок: температура еднаква на -2730С, е најниска температура, дури и ако оди до која тесно, невозможно е да се достигне. Токму оваа температура беше наречена "апсолутна нулта температура".

Освен тоа, апсолутната нула стана почетна точка за создавање на скала на апсолутна температура, активно учество во кое го зеде англискиот физичар В. Томсон, познат и како Лорд Келвин.

Неговото главно истражување се однесуваше на доказот дека ниедно тело во природата не може да се излади под апсолутна нула. Покрај тоа, тој активно го употреби вториот закон за термодинамика, поради што апсолутната скала на температура претставена од него во 1848 година стана позната како термодинамичка или "келвинска скала".

Во следните години и децении, се случи само нумеричко пречистување на концептот на "апсолутна нула", кој по бројните одобренија се сметаше за еднаков на -273.150.

Исто така вреди да се напомене дека апсолутната нула игра многу важна улога во системот на СИ. Работата е дека во 1960 година, на следната генерална конференција за тежини и мерки, единицата на термодинамичка температура - келвинот - стана една од шесте основните единици на мерење. Посебно е наведено дека еден степен на Келвин е бројка еднаков на еден степен на Целзиус, само тука референтната точка "според Келвин" се смета за апсолутна нула, односно -273,150С.

Основното физичко значење на апсолутната нула е дека, според основните физички закони, на таква температура енергијата на движењето на елементарните честички, како што се атомите и молекулите, е нула, и во овој случај мора да престане хаотично движење на истите честички. На температура еднаква на апсолутната нула, атомите и молекулите мора да имаат јасна позиција во главните точки на кристалната решетка, формирајќи нарачан систем.

Во моментов, со користење на специјална опрема, научниците успеаја да добијат температура од само неколку милионити проценти што ја надминале апсолутната нула. Физички е невозможно да се достигне истата вредност поради вториот закон за термодинамика опишан погоре.