Hvad er gassens opførsel ved absolut nul?

Opførslen af ​​gasser ved absolut nul (0 Kelvin eller -273.15 grader celsius) er et teoretisk koncept, da det er umuligt at nå absolut nul i virkeligheden. Baseret på termodynamikens love er her, hvad vi forventer:

Teoretisk:

* nul kinetisk energi: Ved absolut nul ville alle partikler i en gas teoretisk have nul kinetisk energi. Dette betyder, at de ikke ville have nogen bevægelse og ville være i deres lavest mulige energitilstand.

* Minimumsvolumen: Gasvolumenet ville teoretisk krympe til dets absolutte minimum. Dette skyldes, at der ikke ville være nogen termisk bevægelse for at holde partiklerne fra hinanden.

* Intet pres: Gassen udøvede intet pres på dens beholder, da der ikke ville være nogen kollisioner mellem partikler.

virkelighed:

* kvanteeffekter: Begrebet absolut nul i klassisk fysik bryder sammen på kvanteniveau. Ved ekstremt lave temperaturer bliver kvantemekanik dominerende, og partikler kan stadig have en lille mængde energi, kendt som "nulpunktsenergi."

* bose-einstein kondensat: Ved ekstremt lave temperaturer kan nogle gasser gennemgå en faseovergang til en tilstand kaldet et Bose-Einstein-kondensat (BEC). I en BEC mister atomer deres individuelle identiteter og opfører sig som en stor bølge.

* Eksperimentelle begrænsninger: Det er umuligt at nå absolut nul i praksis på grund af Heisenberg -usikkerhedsprincippet. Dette princip siger, at det er umuligt at samtidig kende både positionen og momentumet for en partikel med perfekt nøjagtighed. Derfor er det altid umuligt at bringe en gas til en fuldstændig stilstand.

Som konklusion, selvom Absolute Zero er et teoretisk koncept med interessante implikationer, er det umuligt at opnå i praksis. Selv ved temperaturer, der er ekstremt tæt på absolut nul, spiller kvanteeffekter en betydelig rolle, og gassens opførsel afviger fra forudsigelserne om klassisk termodynamik.