|
|
|
Kysymys:
Joskus yläasteen fysiikan tunnilla tutkimme lämpötiloja ja opettaja sanoi absoluuttisen nollapisteen olevan alin lämpätila ( 0 K) eli - 273 celciusta. No opettaja myös sanoi, että on tehty tutkimuksia, joilla on menty absoluuttisen nollapisteen yli eli ( 0 K > x) ja sanoi, ettei siellä ole äärettömän kylmää, vaan todella kuumaa. Onko tämä tieto totta ? Ja miten on päästy ylittämään 0 K raja ?
|
Vastaukset:
Käytännössä absoluuttinen nollapiste (n. -273,15 celsiusastetta) on lämpötila, jota lämpöopin sääntöjen mukaan ei voida koskaan saavuttaa. Se tarkoittaisi, että kaikki aineen osasten liike-energia on loppunut. Lähelle nollapistettä voidaan kuitenkin päästä.
Todella lähelle nollapistettä päästään erityisillä jäähdytyslaitteilla. Suomessa tällaista tutkimusta tekee Teknillisen korkeakoulun kylmälaboratorio. Siellä rodium- ja hopea-atomeita jäähdytetään jopa 100 pikokelvinin lämpötilaan. Tällöin ollaan siis 0.000 000 000 1 asteen päässä absoluuttisesta nollapisteestä. Näissä kokeissa lämpötila määritellään atomien tai ytimien energiatilojen avulla eikä perinteisesti atomien tai molekyylien liikkeeseen perustuen. Kun tällaisissa lämpötiloissa ulkoinen magneettikenttä käännetään nopeasti vastakkaissuuntaiseksi, saadaan aikaan hyppäys absoluuttisen nollapisteen yli ns. negatiivisten lämpötilojen alueelle. Tällöin voidaan sanoa, että ollaan päästy absoluuttisen nollapisteen alapuolelle. Yllättäen siellä ei kuitenkaan ole hyvin kylmää vaan hyvin kuumaa!
Perinteisessä mielessä absoluuttisen nollapisteen alapuolelle ei siis päästä, mutta määrittelemällä lämpötila ytimien energiatilojen avulla, voidaan tällainen hyppäys tehdä.
Aiheesta löytyy lisää tietoa linkistä
http://ltl.tkk.fi/personnel/lounasmaa/Wihuri.html
Vastaaja:
P
|
|
|
