Absolutní nula: Porovnání verzí

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Interaktivně procházet historii
← Přejít na předchozí porovnáníPřejít na další porovnání →
Smazaný obsah Přidaný obsah
VizuálníWikitext
→‎Historie: oprava stylistickych chyb
Bez shrnutí editace
Řádek 1: Řádek 1:
{{různé významy|tento = hypotetickém stavu látky|druhý = filmu|stránka = Absolutní nula (film)}}
{{různé významy|tento = hypotetickém stavu látky|druhý = filmu|stránka = Absolutní nula (film)}}
'''Absolutní nula''' je hypotetický stav [[látka|látky]], ve které se zastaví veškerý [[tepelný pohyb]] [[částice|částic]]. Absolutní nula je počátek [[Kelvin|stupnice absolutní teploty]], označuje také pro [[termodynamická teplota|termodynamickou teplotu]] ''T'' = 0 [[Kelvin|K]] = −273,149806372 [[Stupeň Celsia|°C]].
'''Absolutní nula''' je hypotetický stav [[látka|látky]], ve které se zastaví veškerý [[tepelný pohyb]] [[částice|částic]]. Absolutní nula je počátek [[Kelvin|stupnice absolutní teploty]], označuje také pro [[termodynamická teplota|termodynamickou teplotu]] ''T'' = 0 [[Kelvin|K]] = −273,149 806 372 [[Stupeň Celsia|°C]].


== Historie ==
== Historie ==
Absolutní nula byla poprvé navržena [[Guillaume Amontons|Guillaumem Amontonsem]] v roce [[1702]], který zkoumal vztah mezi [[tlak]]em a [[teplota|teplotou]] v [[plyn]]ech. Chyběly mu dostatečně přesné [[teploměr]]y, jeho výsledky tak byly velmi nepřesné. Přesto prokázal, že tlak plynu se zvětší asi o jednu třetinu mezi “chladnou” teplotou a [[bod varu|bodem varu]] [[voda|vody]]. Jeho práce jej dovedla k teorii, že dostatečné snížení teploty by vedlo k úbytku tlaku. Problém ovšem byl, že všechny reálné plyny zkapalní během zchlazování k absolutní nule.
Absolutní nulu poprvé navrhl [[Guillaume Amontons]] roku [[1702]], když zkoumal vztah mezi [[tlak]]em a [[teplota|teplotou]] v [[plyn]]ech. Chyběly mu dostatečně přesné [[teploměr]]y, jeho výsledky tak byly velmi nepřesné. Přesto prokázal, že tlak plynu se mezi „chladnou“ teplotou a [[teplota varu|bodem varu]] [[voda|vody]] zvětší asi o jednu třetinu. Tato práce jej dovedla k teorii, že dostatečné snížení teploty by vedlo k úbytku tlaku. Problém ovšem byl, že se všechny reálné plyny během zchlazování k absolutní nule zkapalní.


V roce [[1848]] [[William Thomson]] (''lord Kelvin of Largs'') navrhl termodynamickou teplotní stupnici. Toto pojetí se vymanilo z omezení plynných látek a definovalo absolutní nulu jako takovou teplotu látky, ve které již nelze odebírat žádné další [[teplo]].
Roku [[1848]] [[William Thomson]] (''lord Kelvin of Largs'') navrhl termodynamickou teplotní stupnici. Toto pojetí se vymanilo z omezení plynných látek a definovalo absolutní nulu jako takovou teplotu látky, ve které již nelze odebírat žádné další [[teplo]].


V roce [[1999]] bylo dosaženo dosud nejnižší teploty, pouhých 100 pK = 10<sup>−10</sup> K, a to v systému jaderných [[spin]]ů v kovovém [[rhodium|rhodiu]].<ref>{{Citace elektronické monografie
V&nbsp;roce [[1999]] bylo dosaženo dosud nejnižší teploty, pouhých 100&nbsp;pK = 10<sup>−10</sup>&nbsp;K, a to v&nbsp;systému jaderných [[spin]]ů v&nbsp;kovovém [[rhodium|rhodiu]].<ref>{{Citace elektronické monografie| příjmení = Knuuttila| jméno = Tauno | titul = Nuclear Magnetism and Superconductivity in Rhodium| url = http://lib.tkk.fi/Diss/2000/isbn9512252147/| dostupnost2 = PDF| url2 = http://lib.tkk.fi/Diss/2000/isbn9512252147/isbn9512252147.pdf| vydavatel = Aalto University | místo = Helsinki| datum vydání = 2000| isbn = 951-22-5214-7| isbn2 = 951-22-5208-2| jazyk = anglicky}}</ref>
| příjmení = Knuuttila
| jméno = Tauno
| titul = Nuclear Magnetism and Superconductivity in Rhodium
| url = http://lib.tkk.fi/Diss/2000/isbn9512252147/
| dostupnost2 = PDF
| url2 = http://lib.tkk.fi/Diss/2000/isbn9512252147/isbn9512252147.pdf
| vydavatel = Aalto University
| místo = Helsinki
| datum vydání = 2000
| isbn = 951-22-5214-7
| isbn2 = 951-22-5208-2
| jazyk = anglicky
}}</ref>


V roce [[2003]] kolektiv vědců z [[Massachusettský technologický institut|Massachusettského technologického institutu]] v [[Cambridge (Massachusetts)|Cambridge]] (A.E. Leanhardt, T.A. Pasquini, M. Saba, A. Schirotzek, Y. Shin, D. Kielpinski, D.E. Pritchard a W. Ketterle) dosáhli do té doby nejnižší mechanicky dosažené teploty 450 [[piko]][[kelvin]]ů = 0,000 000 000 45 K, a to [[Boseho-Einsteinův kondenzát|Boseho-Einsteinově kondenzátu]] spinově polarizovaných atomů [[sodík]]u zachycených v gravitomagnetické pasti.<ref name="">{{Citace elektronického periodika
V&nbsp;roce [[2003]] kolektiv vědců z&nbsp;[[Massachusettský technologický institut|Massachusettského technologického institutu]] v&nbsp;[[Cambridge (Massachusetts)|Cambridge]] (A.E. Leanhardt, T.A. Pasquini, M. Saba, A. Schirotzek, Y. Shin, D. Kielpinski, D.E. Pritchard a W. Ketterle) dosáhli do té doby nejnižší mechanicky dosažené teploty 450&nbsp;[[piko]]<nowiki>kelvinů</nowiki> = 0,000&nbsp;000&nbsp;000&nbsp;45&nbsp;K, a to pomocí [[Boseho–Einsteinův kondenzát|Boseho-Einsteinově kondenzátu]] spinově polarizovaných atomů [[sodík]]u zachycených v gravitomagnetické pasti.<ref name="">{{Citace elektronického periodika| příjmení = Leanhardt| jméno = A. E. | autor = | odkaz na autora = | příjmení2 = Pasquini| jméno2 = T. A. | autor2 = | odkaz na autora2 = | příjmení3 = Saba| jméno3 = M. | autor3 = | odkaz na autora3 = | příjmení4 = Schirotzek| jméno4 = A. | autor4 = | odkaz na autora4 = | příjmení5 = Shin| jméno5 = Y. | autor5 = | odkaz na autora5 = | příjmení6 = Kielpinski| jméno6 = D. | autor6 = | odkaz na autora6 = | příjmení7 = Pritchard| jméno7 = D. E. | autor7 = | odkaz na autora7 = | spoluautoři = KETTERLE, W. | titul = Cooling Bose-Einstein Condensates Below 500 Picokelvin| periodikum = Science| odkaz na periodikum = Science| vydavatel = American Association for the Advancement of Science| rok vydání = 2003| měsíc vydání = září| den vydání = 12| ročník = 301 | typ ročníku = svazek| číslo = 5639 | datum přístupu = 2017-01-04| strany = 1513-1515| url = http://science.sciencemag.org/content/301/5639/1513.long| dostupnost2 = PDF| url2 = http://cua.mit.edu/ketterle_group/Projects_2003/Pubs_03/lean03_pico.pdf| issn = 1095-9203| DOI = 10.1126/science.1088827 | pmid = 12970559| arxiv =| jazyk = anglicky}}</ref>
| příjmení = Leanhardt
| jméno = A. E.
| autor =
| odkaz na autora =
| příjmení2 = Pasquini
| jméno2 = T. A.
| autor2 =
| odkaz na autora2 =
| příjmení3 = Saba
| jméno3 = M.
| autor3 =
| odkaz na autora3 =
| příjmení4 = Schirotzek
| jméno4 = A.
| autor4 =
| odkaz na autora4 =
| příjmení5 = Shin
| jméno5 = Y.
| autor5 =
| odkaz na autora5 =
| příjmení6 = Kielpinski
| jméno6 = D.
| autor6 =
| odkaz na autora6 =
| příjmení7 = Pritchard
| jméno7 = D. E.
| autor7 =
| odkaz na autora7 =
| spoluautoři = KETTERLE, W.
| titul = Cooling Bose-Einstein Condensates Below 500 Picokelvin
| periodikum = Science
| odkaz na periodikum = Science
| vydavatel = American Association for the Advancement of Science
| rok vydání = 2003
| měsíc vydání = září
| den vydání = 12
| ročník = 301
| typ ročníku = svazek
| číslo = 5639
| datum přístupu = 2017-01-04
| strany = 1513-1515
| url = http://science.sciencemag.org/content/301/5639/1513.long
| dostupnost2 = PDF
| url2 = http://cua.mit.edu/ketterle_group/Projects_2003/Pubs_03/lean03_pico.pdf
| issn = 1095-9203
| doi = 10.1126/science.1088827
| pmid = 12970559
| arxiv =
| jazyk = anglicky
}}</ref>


== Vlastnosti ==
== Vlastnosti ==
[[Třetí termodynamický zákon|Třetí věta termodynamická]] tvrdí, že absolutní nuly nelze nikdy zcela dosáhnout, tj. absolutní nula je jen [[teorie|teoretická]] teplota. Lze se k ní ovšem [[limita|limitně]] přiblížit velice blízko.
[[Třetí termodynamický zákon]] říká, že absolutní nuly nelze nikdy zcela dosáhnout, absolutní nula je tedy jen [[teorie|teoretická]] teplota. Lze se k&nbsp;ní ovšem [[limita|limitně]] přiblížit velice blízko.
Z pohledu [[statistická fyzika|statistické fyziky]] je absolutní nula stav tělesa s nejmenší možnou (nikoliv však nutně nulovou – viz&nbsp;např. systém složený z [[kvantová mechanika|kvantově mechanických]] [[harmonický oscilátor|harmonických oscilátorů]]) [[vnitřní energie|vnitřní energií]].
Z&nbsp;pohledu [[statistická fyzika|statistické fyziky]] je absolutní nula stav tělesa s&nbsp;nejmenší možnou (nikoliv však nutně nulovou – viz například systém složený z&nbsp;[[kvantová mechanika|kvantově mechanických]] [[harmonický oscilátor|harmonických oscilátorů]]) [[vnitřní energie|vnitřní energií]].


Existuje celá řada systémů, jež v blízkosti absolutní nuly zcela mění chování. Typickým příkladem je [[Boseho-Einsteinův kondenzát|Bose-Einsteinův kondenzát]] a s ním spojeny jevy [[supravodivost]]i a [[supratekutost]]i.
Existuje celá řada systémů, jež v&nbsp;blízkosti absolutní nuly zcela mění chování. Typickým příkladem je Boseho–Einsteinův kondenzát a s&nbsp;ním spojeny jevy [[supravodivost]]i a [[supratekutost]]i.


V odborné literatuře se zavádí pojem záporné termodynamické teploty. To je možné pouze u systému s omezenou vnitřní energií shora i zdola (tj. s omezeným energetickým spektrem) a konečným počtem energetických stavů. Jedná se o situaci s inverzním obsazením stavů (tj. systém má více obsazené stavy s vysokou energií než nízkou). Tato situace však neporušuje platnost třetího termodynamického zákona, neboť takový systém se chová, jako by byl teplejší, než systém s nekonečnou teplotou. Tedy posloupnost stoupajících teplot lze formálně zapsat
V&nbsp;odborné literatuře se zavádí pojem záporné termodynamické teploty. To je možné pouze u systému s&nbsp;vnitřní energií omezenou shora i zdola (tedy s&nbsp;omezeným energetickým spektrem) a konečným počtem energetických stavů. Jedná se o situaci s&nbsp;inverzním obsazením stavů (systém má více obsazené stavy s&nbsp;vysokou energií než stavy s&nbsp;nízkou energií). Tato situace však neporušuje platnost třetího termodynamického zákona, neboť takový systém se chová, jako by byl teplejší, než systém s&nbsp;nekonečnou teplotou. Posloupnost stoupajících teplot lze tedy formálně zapsat takto:
:<math>0+\epsilon<\infty<-\infty<0-\epsilon</math>, kde <math>\epsilon \,</math> označuje infinitezimální přírůstek teploty.
:<math>0+\epsilon<\infty<-\infty<0-\epsilon</math>, kde <math>\epsilon \,</math> označuje infinitezimální přírůstek teploty.
Jako příklad praktického použití inverzního obsazení stavů lze uvést [[laser]].
Jako příklad praktického použití inverzního obsazení stavů lze uvést [[laser]].
Řádek 94: Řádek 31:
* [[Boseho-Einsteinův kondenzát|Bose-Einsteinův kondenzát]]
* [[Boseho-Einsteinův kondenzát|Bose-Einsteinův kondenzát]]
* [[International Temperature Scale of 1990|ITS-90]]
* [[International Temperature Scale of 1990|ITS-90]]

{{Portály|Fyzika}}


[[Kategorie:Teplota]]
[[Kategorie:Teplota]]

Verze z 2. 12. 2018, 13:31

Tento článek je o hypotetickém stavu látky. O filmu pojednává článek Absolutní nula (film).

Absolutní nula je hypotetický stav látky, ve které se zastaví veškerý tepelný pohyb částic. Absolutní nula je počátek stupnice absolutní teploty, označuje také pro termodynamickou teplotu T = 0 K = −273,149 806 372 °C.

Historie

Absolutní nulu poprvé navrhl Guillaume Amontons roku 1702, když zkoumal vztah mezi tlakem a teplotou v plynech. Chyběly mu dostatečně přesné teploměry, jeho výsledky tak byly velmi nepřesné. Přesto prokázal, že tlak plynu se mezi „chladnou“ teplotou a bodem varu vody zvětší asi o jednu třetinu. Tato práce jej dovedla k teorii, že dostatečné snížení teploty by vedlo k úbytku tlaku. Problém ovšem byl, že se všechny reálné plyny během zchlazování k absolutní nule zkapalní.

Roku 1848 William Thomson (lord Kelvin of Largs) navrhl termodynamickou teplotní stupnici. Toto pojetí se vymanilo z omezení plynných látek a definovalo absolutní nulu jako takovou teplotu látky, ve které již nelze odebírat žádné další teplo.

V roce 1999 bylo dosaženo dosud nejnižší teploty, pouhých 100 pK = 10−10 K, a to v systému jaderných spinů v kovovém rhodiu.[1]

V roce 2003 kolektiv vědců z Massachusettského technologického institutu v Cambridge (A.E. Leanhardt, T.A. Pasquini, M. Saba, A. Schirotzek, Y. Shin, D. Kielpinski, D.E. Pritchard a W. Ketterle) dosáhli do té doby nejnižší mechanicky dosažené teploty 450 pikokelvinů = 0,000 000 000 45 K, a to pomocí Boseho-Einsteinově kondenzátu spinově polarizovaných atomů sodíku zachycených v gravitomagnetické pasti.[2]

Vlastnosti

Třetí termodynamický zákon říká, že absolutní nuly nelze nikdy zcela dosáhnout, absolutní nula je tedy jen teoretická teplota. Lze se k ní ovšem limitně přiblížit velice blízko.

Z pohledu statistické fyziky je absolutní nula stav tělesa s nejmenší možnou (nikoliv však nutně nulovou – viz například systém složený z kvantově mechanických harmonických oscilátorů) vnitřní energií.

Existuje celá řada systémů, jež v blízkosti absolutní nuly zcela mění chování. Typickým příkladem je Boseho–Einsteinův kondenzát a s ním spojeny jevy supravodivosti a supratekutosti.

V odborné literatuře se zavádí pojem záporné termodynamické teploty. To je možné pouze u systému s vnitřní energií omezenou shora i zdola (tedy s omezeným energetickým spektrem) a konečným počtem energetických stavů. Jedná se o situaci s inverzním obsazením stavů (systém má více obsazené stavy s vysokou energií než stavy s nízkou energií). Tato situace však neporušuje platnost třetího termodynamického zákona, neboť takový systém se chová, jako by byl teplejší, než systém s nekonečnou teplotou. Posloupnost stoupajících teplot lze tedy formálně zapsat takto:

, kde označuje infinitezimální přírůstek teploty.

Jako příklad praktického použití inverzního obsazení stavů lze uvést laser.

Reference

  1. ↑ KNUUTTILA, Tauno. Nuclear Magnetism and Superconductivity in Rhodium [online]. Helsinki: Aalto University, 2000. Dostupné online. PDF [1]. ISBN 951-22-5214-7, ISBN 951-22-5208-2. (anglicky) 
  2. ↑ LEANHARDT, A. E.; PASQUINI, T. A.; SABA, M.; SCHIROTZEK, A.; SHIN, Y.; KIELPINSKI, D.; PRITCHARD, D. E., KETTERLE, W. Cooling Bose-Einstein Condensates Below 500 Picokelvin. S. 1513-1515. Science [online]. American Association for the Advancement of Science, 12. září 2003 [cit. 2017-01-04]. Svazek 301, čís. 5639, s. 1513-1515. Dostupné online. PDF [2]. ISSN 1095-9203. PMID 12970559. (anglicky) 

Související články

Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Absolutní_nula&oldid=16734248“