Prijavi se z GoogleID

» »

Absolute Zero

Absolute Zero

Dax ::

Zakaj ne?

To sem vprašal že dva univerzitetna profesorja, enega kemika in enega fizika. Kemik ni imel pojma, fizik pa se je motal ven, da pač toplotni stroji ne morejo hladiti na tako nizke temperature (bullshit, sj ekstremnih temperatur ne dosegajo v Gorenje skrinjah... sam si nism upal ugovarjat, ker je kolokvij čez dva tedna...).

Torej... kateri termodinamski zakon, če sploh, in še posebej kako prepovedujejo dosego absolutne ničle?

Thomas ::

Najprej je to prepovedoval t.i. Nernstov zakon termodinamike. Absolutna nula naj bi bila nedosegljiva, ker so potrebne čedalje večje energije, da ohladiš nekaj blizu 0° Kelvina.

Potem je pa to prepovedal še Heisenbergov princip nedoločljivosti, ki je pravzaprav prepovedal hitrost 0!

8-)
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Thomas ::

Če si predsatvljaš kako hladiš plin, potem ti je jasno, da ustavljanje atoma nekaj stane. Energetsko mislim. S čedalje manjšo energijo bi jih moral umirjat v neki posodi. Ko bi imeli že zelo nizko hitrost, bi jih vsak foton z večjo energijo kot jo nosijo 100 km dolgi radijski valovi - samo pospešil.

Toda s takimi fotoni jih zelo težko zadaneš. Zadel boš nekega drugega prej, ki pa je recimo že miroval. Da ne govorimo o motnjah, ki bi jih ne mogel izločititi. Stene so toplejše od 0° Kelvina in sevajo termične fotone v plin, ki ga ti tako hladiš.

Al pa Heisenberg tudi ne pusti. Atom z relativno hitrostjo 0 ima gibalno količino 0 in napaka iz izmerjenega položaja je 1 svetlobno leto.

Produkt je pa vseeno 0. To po Heisenbergu ne more biti.

A je jasno?

(Je pa še en hec kle).

:)
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Thomas ::

ČE bi pa že totalno umirili - recimo en železov atom, da bi bila njegova absolutna temperatura 0 - bi morali računati na to, da se po njegovem jedru s četrtino svetlobne hitrosti podijo protoni in nevtroni. Ti se niso ohladili poplnoma nič.

Kot nemirni potniki potresajo avtobus, tile potresajo atom.

Tudi ZATO Nernstov III. zakon termodinamike, po katerem je absolutna temperatura nula nedosegljiva - velja.

Zadovoln?

:)
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Dax ::

Nekako tako torej, da bi morali prej ohladiti celotno vesolje na 0K, preden bi lahko ohladili še tisti en samcat atomček, ker je pač popolna izolacija nemogoča.

III. zakon termodinamike govori o entropiji in sicer, da je entropija idealnega plina pri 0K enaka 0. Si mislil to z III. Nernstovim zakonom termodinamike?

Ali lahko malo bolj razložiš Heisenbergov princip nedoločenosti. Mislim, če je gibalna količina 0, zakaj je potem napaka izmerjenega položaja 1 svetlobno leto?

Ena od sošolk je omenjala tudi plinsko enačbo. Pri T=0 mora biti pV = 0. Volumen nekako ne more biti nič, zato to mora biti tlak. Pri tem pa pridemo do problema, da lahko takšen plin zavzame poljuben volumen.

Tomi ::

Dax: ja, tudi plinska enačba je ena od razlogov, ki ti onemogočajo 0 K. Ker kot verjetno veš, ne velja pri teh pogojih splošna plinska enačba, ampak se pretvori v sempozabilčigavo (koeficienti plina a in b), ki upošteva še volumen atomov. Tako ne moreš nikoli doseči stanja 0K, ker matematično ne bi prestala.
metrodusa.blogspot.com

Dax ::

No torej, še ena prošnja. Sj razumem glede neskončno majhne energije, ki je potrebna, da s trkom nekemu delcu odvzamemo še tisto malo gibalno količino, ki jo še ima, amapk a lahko mogoče kdo vse skupaj poda v malo bolj formalni (matematično-fizikalni) obliki.

Thomas ::

V klasični fiziki tega ne moreš. Sicer bo večina rekla da lahko, vendar ni res.

V kvantni gre pa takole:

dx*dMx>=h/4PI (Heisenbergov princip)

Pri T=0 je v=0 je M=mv=0, dM=0

Pa vstaviš v zgornjo enačbo:

dx*0>=h/2PI

dx*0>=h

0=>h

Kar pa ni res. Planckova konstanta je pozitivna.

Okay?




:)
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Eschelon ::

Thomas ::

Googleware je legitimna zadeva, tako kot recimo kalkulator. Treba ga je znati nucat ter se ne zaustaviti na kakšnih sux straneh, čeprav so edu.

Sicer je pa v redu, čeprav ga nekateri konzervativnejši profesorji ne bodo dovolili še nekaj let.

No, ampak nazaj k stvari, Odi!

Je možna pa temperatura 300 K po tej isti logiki, po kateri 0 K ni? Zakaj samo 0 ni?

:P :\
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Eschelon ::

Priznam, da ne razumem vprašanja:8) , morda pa si želel dobiti tole?
Guuglgained.

Thomas ::

Ne odpre mi tega Googlegained linka.

Hotel sem pa povedati, da v QM ima vsaka vnaprej postavljena temperatura verjetnost 0. Ne samo 0 K.

Ne pomeni, da je nemogoča, samo ne pojavi se.

Če je to na tem linku - potem ja!

;)
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Eschelon ::

Ne. V QM nisem nič doma, zato se raje zanašam na termodinamiko. In v linku je samo ena luštna matematična izpeljava, da se do 0K ne da priti v končno mnogo korakih (3.zakon TD).0:)

Thomas ::

No ja, sej je isto, če ostanemo pri klasični mehaniki. Kolikšna je verjetnost, da bomo srečali atom, ki bi imel hitrost na entervalu med x in x+dx?

p[x,x+dx]

Ko dx->0 gre tudi p->0

torej je verjetnost, da je hitrost ravno 0, je 0.

Še noben atom ni šel s to hitrostjo.

Zanimivo.

:)
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Eschelon ::

Drži... a velja le, če so možni nivoji kinetične energije zvezni. Ker primerjava je rahlo zlobna. Na ta način lahko dokažeš brez nadaljnega za poljubno zadevo (ob predpostavki zveznosti), da je za eksaktno vrednost verjetnost 0.

P.S. - Je razlika med verjetnost=0 in nemogoče. Če ima nek dogodek verjetnost=0, še ni nemogoč.0:) ... kar velja, če imamo zveznost.

Thomas ::

odie

Ja, se strinjam z vsem.

Verjetnost je 0, nemogoče pa ni - v "klasičnih pogojih" kontinumske zveznosti.

Toda to je v termodinamiki itak tako. Ni nemogoče, da Sava začne teči navzgor in da začno leteti dežne kapljice iz polj in gora nazaj v nebo.

Samo verjetnost je skoraj nič, za kaj takega.

p.s.

Se kar bojim, kako naju bo kakšen nazmerjal zdejle! :D
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Svetloba in hitrost

Oddelek: Znanost in tehnologija
472519 (1095) LordTado
»

Metek vs. papirček (strani: 1 2 )

Oddelek: Znanost in tehnologija
804620 (2794) gumby
»

Je perpetuum mobile možen: Maxwell-ov demon (strani: 1 2 3 )

Oddelek: Znanost in tehnologija
1276272 (4465) Thomas
»

Izkoristek (strani: 1 2 )

Oddelek: Znanost in tehnologija
5316485 (15632) BigWhale
»

Perpetuum mobile?

Oddelek: Loža
463369 (2977) Thomas

Več podobnih tem