Ако ја извадите целата енергија од нешто, ќе достигнете апсолутна нула, најниската температура во универзумот (или речиси апсолутна нула, колку повеќе, толку подобро). Но, која е највисоката температура? „Ништо не се троши. Сè е трансформирано“, изјави Мајкл Енде. Мислам дека многу луѓе се прашуваа за највисокото можна температураи не најде одговор. Ако има апсолутна нула, мора да има апсолутна... што?
Ајде да земеме класичен експеримент: пуштете ја бојата за храна во вода со различни температури. Што ќе видиме? Колку е поголема температурата на водата, толку побрзо бојата на храната се дистрибуира низ целиот волумен на вода.
Зошто се случува ова? Бидејќи температурата на молекулите е директно поврзана со кинетичкото движење - и брзината - на вклучените честички. Тоа значи дека во потопла вода се движат поединечни молекули на вода поголема брзина, а тоа значи дека честичките боја за хранаќе се транспортираат побрзо до топла вода, отколку на студ.
Ако го запрете сето ова движење - донесете сè до совршена состојбаодмор (дури и кршење на законите на квантната физика за да го стори тоа) - тогаш ќе достигнете апсолутна нула: најстудената можна термодинамичка температура.
Но, што е со движењето во друга насока? Ако загреете систем на честички, очигледно тие ќе се движат побрзо и побрзо. Но, дали има ограничување на тоа колку топло можете да ги загреете, дали постои некаква катастрофа што ќе ве спречи да ги загреете над одредена граница?
На температури од илјадници степени, топлината што ја пренесувате на молекулите ќе почне да ги разградува самите врски што ги држат молекулите заедно, а ако продолжите да ја зголемувате температурата, електроните ќе почнат да се одвојуваат од самите атоми. Ќе добиете јонизирана плазма составена од електрони и атомски јадра, во која воопшто нема да има неутрални атоми.
Ова сè уште е во разум: имаме индивидуални честички - електрони и позитивни јони - кои ќе скокаат на високи температури, почитувајќи ги вообичаените закони на физиката. Можете да ја зголемите температурата и да почекате да продолжите.
Како што температурата дополнително се зголемува, поединечните ентитети што ги знаете како „честички“ почнуваат да се распаѓаат. На околу 8 милијарди степени (8 x 10^9), ќе почнете спонтано да произведувате парови материја-антиматерија - електрони и позитрони - од суровата енергија на судирите на честичките.
На 20 милијарди степени атомски јадраќе почне спонтано да се распаѓа на поединечни протони и неутрони.
На 2 трилиони степени, протоните и неутроните ќе престанат да постојат и ќе се појават основни честички, нивните компоненти се кваркови и глуони, нивните врски повеќе не можат да издржат толку високи енергии.
На околу 2 квадрилиони степени ќе почнете да ги произведувате сите познати честички и античестички во огромни количини. Но, ова не е горната граница. Многу интересни работи се случуваат во овие граници. Гледате, ова е енергијата со која можете да го произведете Хигсовиот бозон, а со тоа и енергијата со која можете да вратите една од основните симетрии во Универзумот: симетријата што ѝ дава на честичката маса на мирување.
Со други зборови, штом ќе го загреете системот до оваа енергетска граница, ќе откриете дека сите ваши честички сега се без маса и патуваат со брзина на светлината. Она што беше за вас мешавина од материја, антиматерија и зрачење ќе стане чисто зрачење (ќе се однесува така), додека ќе остане материја, антиматерија или ниту едното друго.
И ова не е крајот. Можете да го загреете системот на уште повисоки температури, и иако сè во него нема да се движи побрзо, тој ќе биде преполн со енергија, исто како радио брановите, микробрановите, видливата светлина и Х-зраци(и сите се движат со брзина на светлината), дури и ако имаат сосема различни енергии.
Можеби се раѓаат честички непознати за нас или се појавуваат нови закони (или симетрии) на природата. Ќе помислите дека едноставно загревање и загревање на се до бесконечна количина на енергија би било доволно за да дознаете, но тоа не е така. Постојат три причини зошто тоа не е можно.
- Има само ограничена количина на енергија во целиот универзум што може да се набљудува. Земете сè што постои во нашиот простор-време: целата материја, антиматерија, зрачење, неутрина, темна материја, дури и енергијата својствена за самиот простор. Има околу 10^80 честички од обична материја, околу 10^89 неутрина и антинеутрина, малку повеќе фотони, плус целата енергија на темната материја и темната енергија распространета во радиус од 46 милијарди светлосни години од набљудуваниот универзум, чиј центар е на нашата позиција.
Но, дури и да го претворите сето тоа во чиста енергија (користејќи E=mc^2), па дури и да ја искористите целата таа енергија за да го загреете вашиот систем, нема да добиете бесконечна количина на енергија. Ако го ставите сето ова во унифициран систем, ќе добиете огромна количина на енергија, еднаква на приближно температура од 10^103 степени, но ова не е бесконечност. Излегува дека горната граница останува. Но, пред да стигнете таму, имате уште една пречка.
- Ако заклучите и вие голем број наенергија во кој било ограничен регион на просторот, ќе создадете црна дупка. Типично, црните дупки ги мислите како огромни, масивни, густи објекти кои можат да проголтаат орди на планети: без да се пот, лежерно, лесно.
Поентата е дека ако на една квантна честичка и дадете доволно енергија - дури и ако е честичка без маса што се движи со брзина на светлината - таа ќе се претвори во црна дупка. Постои скала на која едноставно имањето нешто со одредена количина на енергија ќе значи дека честичките нема да комуницираат како и обично, и ако добиете честички со таа енергија, што е еквивалентно на 22 микрограми користејќи ја формулата E = mc^2, можете да добијте енергија 10^19 GeV пред вашиот систем да одбие да се загрее. Ќе почнете да имате црни дупки кои веднаш ќе се распаднат во топлинско зрачење со ниска енергија. Излегува дека оваа енергетска граница - Планковата граница - е горната за Универзумот и одговара на температура од 10^32 келвини.
Ова е многу пониско од претходната граница, бидејќи не само што е конечна, туку црните дупки дејствуваат како ограничувачки фактор. Сепак, тоа не е сè: има уште повеќе ограничувања.
- На одредена висока температура ќе го ослободите потенцијалот што го доведе нашиот Универзум до космичка инфлација, експанзија. Назад во деновите Големата експлозијаУниверзумот беше во состојба на експоненцијална експанзија, кога вселената се расплетуваше како космички балон, само во геометриска прогресија. Сите честички, античестички и зрачење беа брзо споделени со други квантни честички од материјата и енергијата, а кога инфлацијата заврши, се случи Големата експлозија.
Ако успеете да ги достигнете температурите потребни за да се вратите во состојба на инфлација, ќе го притиснете копчето за ресетирање на Универзумот и ќе предизвикате инфлација, потоа Биг Бенг и така натаму, одново. Доколку сè уште не сте сфатиле, имајте на ум дека доколку дојдете до оваа температура и го предизвикате посакуваниот ефект, нема шанси да преживеете. Теоретски, ова може да се случи на температури од редот на 10^28 – 10^29 Келвини, ова е сè уште само теорија.
Излегува дека лесно може да достигнете многу високи температури. Иако физички феномениТемпературите на кои сте навикнати ќе се разликуваат во детали, сепак ќе можете да достигнете сè повисоки температури, но само до тој степен што ќе биде уништено сè што ви е драго. Но, не плашете се од Големиот хадронски судирач. Дури и со најмоќниот забрзувач на честички на Земјата, достигнуваме енергии кои се 100 милијарди пати помали од оние потребни за универзална апокалипса.
Екологија на знаењето. Ако ја извадите целата енергија од нешто, ќе достигнете апсолутна нула, најстудената температура во универзумот
Ако ја извадите целата енергија од нешто, ќе достигнете апсолутна нула, најниската температура во универзумот (или речиси апсолутна нула, колку повеќе, толку подобро). Но, која е највисоката температура? „Ништо не се троши. Сè е трансформирано“, изјави Мајкл Енде. Мислам дека многу луѓе се запрашале за највисоката можна температура и не нашле одговор. Ако има апсолутна нула, мора да има апсолутна... што?
Ајде да земеме класичен експеримент: пуштете ја бојата за храна во вода на различни температури. Што ќе видиме? Колку е поголема температурата на водата, толку побрзо бојата на храната се дистрибуира низ целиот волумен на вода.
Зошто се случува ова? Бидејќи температурата на молекулите е директно поврзана со кинетичкото движење - и брзината - на вклучените честички. Тоа значи дека во потопла вода, поединечните молекули на водата се движат со поголема брзина, што значи дека честичките од бојата на храната ќе се транспортираат побрзо во топла вода отколку во ладна вода.
Ако го запрете сето ова движење - доведете сè во совршена состојба на одмор (дури и надминувајќи ги законите на квантната физика за да го направите тоа) - тогаш ќе достигнете апсолутна нула: најстудената можна термодинамичка температура.
Но, што е со движењето во друга насока? Ако загреете систем на честички, очигледно тие ќе се движат побрзо и побрзо. Но, дали има ограничување на тоа колку топло можете да ги загреете, дали постои некаква катастрофа што ќе ве спречи да ги загреете над одредена граница?
На температури од илјадници степени, топлината што ја пренесувате на молекулите ќе почне да ги разградува самите врски што ги држат молекулите заедно, а ако продолжите да ја зголемувате температурата, електроните ќе почнат да се одвојуваат од самите атоми. Ќе добиете јонизирана плазма составена од електрони и атомски јадра, во која воопшто нема да има неутрални атоми.
Ова сè уште е во разум: имаме индивидуални честички - електрони и позитивни јони - кои ќе скокаат на високи температури, почитувајќи ги вообичаените закони на физиката. Можете да ја зголемите температурата и да почекате да продолжите.
Како што температурата дополнително се зголемува, поединечните ентитети што ги знаете како „честички“ почнуваат да се распаѓаат. На околу 8 милијарди степени (8 x 10^9), ќе почнете спонтано да произведувате парови материја-антиматерија - електрони и позитрони - од суровата енергија на судирите на честичките.
На 20 милијарди степени, атомските јадра ќе почнат спонтано да се распаѓаат на поединечни протони и неутрони.
На 2 трилиони степени, протоните и неутроните ќе престанат да постојат и ќе се појават основни честички, нивните компоненти се кваркови и глуони, нивните врски повеќе не можат да издржат толку високи енергии.
На околу 2 квадрилиони степени ќе почнете да ги произведувате сите познати честички и античестички во огромни количини. Но, ова не е горната граница. Многу интересни работи се случуваат во овие граници. Гледате, ова е енергијата со која можете да го произведете Хигсовиот бозон, а со тоа и енергијата со која можете да вратите една од основните симетрии во Универзумот: симетријата што ѝ дава на честичката маса на мирување.
Со други зборови, штом ќе го загреете системот до оваа енергетска граница, ќе откриете дека сите ваши честички сега се без маса и патуваат со брзина на светлината. Она што беше за вас мешавина од материја, антиматерија и зрачење ќе стане чисто зрачење (ќе се однесува така), додека ќе остане материја, антиматерија или ниту едното друго.
И ова не е крајот. Можете да го загреете системот на уште повисоки температури, и иако сè во него нема да се движи побрзо, тој ќе биде преполн со енергија, исто како што радио брановите, микробрановите, видливата светлина и рендгенските зраци се сите форми на светлина (и сите се движат со брзина на светлината), дури и ако имаат сосема различни енергии.
Можеби се раѓаат честички непознати за нас или се појавуваат нови закони (или симетрии) на природата. Ќе помислите дека едноставно загревање и загревање на се до бесконечна количина на енергија би било доволно за да дознаете, но тоа не е така. Постојат три причини зошто тоа не е можно.
1. Во целиот универзум што може да се набљудува има само ограничена количина на енергија. Земете сè што постои во нашиот простор-време: целата материја, антиматерија, зрачење, неутрина, темна материја, дури и енергијата својствена за самиот простор. Има околу 10^80 честички од обична материја, околу 10^89 неутрина и антинеутрина, малку повеќе фотони, плус целата енергија на темната материја и темната енергија распространета во радиус од 46 милијарди светлосни години од набљудуваниот универзум, чиј центар е на нашата позиција.
Но, дури и да го претворите сето тоа во чиста енергија (користејќи E=mc^2), па дури и да ја искористите целата таа енергија за да го загреете вашиот систем, нема да добиете бесконечна количина на енергија. Ако сето ова го ставите во еден систем, ќе добиете огромна количина на енергија, еднаква на приближно температура од 10^103 степени, но ова не е бесконечност. Излегува дека горната граница останува. Но, пред да стигнете таму, имате уште една пречка.
2. Ако заробите премногу енергија во кој било ограничен регион од вселената, ќе создадете црна дупка. Типично, црните дупки ги мислите како огромни, масивни, густи објекти кои можат да проголтаат орди на планети: без да се пот, лежерно, лесно.
Поентата е дека ако на една квантна честичка и дадете доволно енергија - дури и ако е честичка без маса што се движи со брзина на светлината - таа ќе се претвори во црна дупка. Постои скала на која едноставно имањето нешто со одредена количина на енергија ќе значи дека честичките нема да комуницираат како и обично, и ако добиете честички со таа енергија, што е еквивалентно на 22 микрограми користејќи ја формулата E = mc^2, можете да добијте енергија 10^19 GeV пред вашиот систем да одбие да се загрее. Ќе почнете да имате црни дупки кои веднаш ќе се распаднат во топлинско зрачење со ниска енергија. Излегува дека оваа енергетска граница - Планковата граница - е горната за Универзумот и одговара на температура од 10^32 келвини.
Ова е многу пониско од претходната граница, бидејќи не само што самиот универзум е конечен, туку и црните дупки дејствуваат како ограничувачки фактор. Сепак, тоа не е сè: има уште повеќе ограничувања.
3. На одредена висока температура, ќе го ослободите потенцијалот што го доведе нашиот Универзум до космичка инфлација, експанзија. Во времето на Големата експлозија, Универзумот бил во состојба на експоненцијална експанзија, кога просторот се проширил како космички балон, само во геометриска прогресија. Сите честички, античестички и зрачење беа брзо споделени со други квантни честички од материјата и енергијата, а кога инфлацијата заврши, се случи Големата експлозија.
Ако успеете да ги достигнете температурите потребни за да се вратите во состојба на инфлација, ќе го притиснете копчето за ресетирање на Универзумот и ќе предизвикате инфлација, потоа Биг Бенг и така натаму, одново. Доколку сè уште не сте сфатиле, имајте на ум дека доколку дојдете до оваа температура и го предизвикате посакуваниот ефект, нема шанси да преживеете. Теоретски, ова може да се случи на температури од редот на 10^28 – 10^29 Келвини, ова е сè уште само теорија.
Излегува дека лесно може да достигнете многу високи температури. Иако физичките феномени на кои сте навикнати ќе се разликуваат во детали, сепак ќе можете да достигнете сè повисоки температури, но само до степен да се уништи се што ви е драго. Но, не плашете се од Големиот хадронски судирач. Дури и со најмоќниот забрзувач на честички на Земјата, достигнуваме енергии кои се 100 милијарди пати помали од оние потребни за универзална апокалипса.
Ми се чини дека многу луѓе, вклучително и оние што одговорија погоре, имаат малку погрешно разбирање што е дури и температурата. А друг има погрешна претстава за тоа каква е температурата на Планк. Па ајде да погледнеме сè по ред.
1. Прво, ќе ви кажам која температура НЕ е:
> температурата НЕ е мерка за движење;
> температурата НЕ е мерка за внатрешна енергија;
> температурата НЕ е одредена од законот Геј-Лусак (во глобала, овој одговор е некако чуден, како може да се одредат сосема реални физички величини од емпириски закон?).
За подобро да ја разбереме температурата, да одговориме на прашањето. Замислете многу молекули на, да речеме, вода да се движат во една насока без отстапувања, без вибрации, со иста брзина. Која е температурата на таков систем? Човек кој (нормално) полагал молекуларна физика ќе одговори дека таков систем воопшто нема температура. И тој ќе биде во право. И не е важно колку брзо се движат честичките.
Факт е дека постои такво нешто како состојба, и такво нешто како распределба на брзините на честичките. За состојбата во која беше претходниот систем, концептот на температура воопшто не е дефиниран. Температурата се определува строго за еден тип на состојба - состојба на рамнотежа, во која се одвива максвеловата распределба на брзините (со секакви варијации). Во овој случај, температурата е едноставно параметар вклучен во експоненцијалната. Термодинамички, може да се дефинира како дериват на внатрешната енергија во однос на ентропијата. Но, овој дериват има смисла САМО во случај на рамнотежа (т.е. Максвелова распределба). И внатрешната енергија нема никаква врска со тоа. Може да има систем со не-нула внатрешна енергија, но со нулта ентропија, соодветно, со нулта температура (Нернстовиот закон).
2. Температурата на Планк НЕ е максимална температура (енергија). Општо земено, планковите количини во теоријата се појавија како најприродни нормализирачки фактори, со кои е погодно да се нормализираат (бездимензионалните) количини (како што сакаат теоретичарите). Затоа, овие количини не носат толку длабоко значење. Затоа се карактеристични. Оние. Јасно е дека теоријата не треба да работи на такви енергии, но тоа не значи дека таквите енергии се невозможни.
Теоретски, навистина не постои апсолутна максимална температура. Системот теоретски може да се загрее (во состојба на рамнотежа) на која било температура. Друга работа е за кои процеси ќе се случат високи температури, и дали ќе можеме да ги опишеме. На високи температури, прво, молекулите ќе почнат да се распаѓаат на атоми, потоа атомите во јадра и електрони, потоа јадрата ќе почнат да се распаѓаат во нуклеони, потоа нуклеоните во кварк-глуонска плазма... и... Но, што понатаму е нејасно. Кваркови - елементарни честички, немаат во што да се распаднат. Што ќе се случи на повисоки температури (да речеме, истите температури Планк) е целосно нејасно.
Како што беше наведено погоре, највисоките температури се случија во времето на Биг Бенг (или почетокот на инфлацијата, како што сакате). Но, проблемот е што не може точно да се каже какви температури имало, а уште повеќе да се каже што точно се случувало на такви температури.
Затоа, максималната граница во овој случај се должи на фактот дека едноставно не знаеме што се случува со материјата на високи температури, тоа е сè.
Јас сум автор на одговор за законот на Геј-Лусак. И НЕ одговорив на прашањето што е температура, бидејќи никој не постави такво прашање. Прилично е чудно да се каже дека мојот одговор е погрешен бидејќи не одговара на ниту едно ваше прашање.
И сега да се вратиме на прашањето на авторот. Не разбирам каде е проблемот со законот на Геј-Лусак. Се случува физиката да е експериментална наука, па во неа витална улоганабљудувањата и емпириските закони играат улога. Емпирискиот закон не е идентичен со квалитативниот закон. Всушност, законот што го разгледуваме ни овозможува многу точно да ја пресметаме дури и вредноста на апсолутната нула.
Начинот на кој ја дефиниравте температурата - преку ентропија - е спротивен, дефинирајќи ја ентропијата преку температурата, бидејќи ова не е ништо повеќе од вториот закон на термодинамиката. Концептот на температура во физиката се користел уште пред концептите на ентропија. Но, ентропијата е прецизно дефинирана како дериват на топлина во однос на температурата.
Дополнително, законот на Геј-Лусак е добиен ПРЕД вториот закон за термодинамика, т.е. за што зборуваш. До денес овој закон не е побиен, што значи дека е вистина. Областа на неговата применливост овозможува многу прецизно (до одреден степен) да се пресмета температурата на апсолутната нула (и така е историски добиена) и да се заклучи дека не постои горна граница за температура.
Верувам дека вашата критика на мојот одговор не се заснова на ништо.
Одговори
Слушај. Јас дури и не знам како сериозно да се расправам за ова. Како прво, вашиот одговор е едноставно погрешен. Па, законот на Геј-Лусак нека работи на температури до 1е-3 К. А кој рече дека ќе работи на повеќе ниски температури? Па, да речеме дека работи на температури од 1e-10000 K. И пониски? Со кое право имаш да екстраполираш емпириски закон на нула? Или можеби воопшто не работи на многу ниски температури (патем, тоа е така). Можеби таму законот целосно се менува или станува асимптотички. За да одговориме на ова прашање, потребни ни се пофундаментални концепти отколку некакви емпирии.
Одговори
Законот на Геј-Лусак е едноставно изведен од молекуларната физика. Ова е статистички закон за статистичките величини, кој првично беше добиен емпириски.
Поентата не е дали законот ќе биде побиен или не. Поентата е во фундаменталната природа на овој закон. Па, Гаусовиот закон во електродинамиката или Кулоновиот закон се исто така многу точни (емпириски) закони. Но, јас и ти знаеме дека ова се ПОСЛЕДИЦИ од Максвеловите равенки, кои се пофундаментални бидејќи се изведени од принципот на најмала акција во теоријата на теренот.
Грубо кажано, ако сакаме да го опишеме светот не со бесконечен број Геј-Лусак закони, концепти за температура и слични емпириски закони, тогаш треба да сведеме сè на пофундаментални концепти, како што се Болцмановата равенка, H-теоремата произлегуваат од него и, следствено, концептот (статистичка) температура.
Второ, да, не одговоривте на прашањето „што е температура“, и залудно. Очигледно, авторот на прашањето не разбира што е температурата. Прашањето исчезнува 90% кога човек ја разбира суштината на самата температура.
Воопшто не е важно како законите биле откриени историски. Што се случи прво, итн. Кој се грижи? Важно е што имаме денес. На крајот на краиштата, теоријата е универзално знаење за структурата на светот. Ако ги испуштите најважните точки од теоријата и зборувате за некои подредени закони што секој ученик може да ги заклучи од основните принципи, тогаш нема да дадете никакво длабинско разбирање на темата.
Одговори
уште 4 коментари
Најважната работа ја напиша во последниот пасус. Секој ученик може да го заклучи ова од училишен курс. Дали мислите дека ова е лошо? Ова е целата поента. Зошто да ги комплицирате работите ако не морате. Да, ох квантна физикаНе можете да зборувате за температури на ова ниво, но можете и треба (барем да започнете) за температурите. Не ве прашуваат за точни бројки, но прашуваат за тоа дека има граници. Ми се чини дека е многу интересно што може да се добијат такви сложени работи од основните закони врз кои тогаш се градеше остатокот од термодинамиката (равенката на состојбата се добива и од законите за гасови).
За екстраполацијата, како да не ме читате внимателно. Напишав дека од овој закон вредноста за апсолутна нула (а не само некое К) се добива со точност од степен. Јасно е дека ова е проценка, бидејќи на нула гасот повеќе не е гас, но сепак, проценката е изненадувачки точна.
Сосема чудно е ова за што се расправаш со мене. Ја разбирам важноста на основните закони и теории за обединување. Но, не гледам смисла да ги користам за објаснување на физиката на нефизичарите кога може да се даде полесно и, нагласувам, правилно објаснување. Ова е генерално чудна позиција. Веројатно, сепак ќе решавате проблеми за гравитацијата од училишен учебник користејќи го универзалниот закон за гравитација, а не општата релативност. И сето тоа затоа што Њутновата гравитација е посебен случај на Ајнштајнова гравитација и во одредени граници може и треба да се користи првата. Истата приказна е и со законите за гас. Законот на Геј-Лусак е посебен случај на равенката на состојбата.
Па, дали требаше да почнам со одредување на температурата или не, тоа веројатно сè уште зависи од мене. И јас одговорив како што сметав дека е потребно (како што направи и ти во твојот одговор). А тоа што мојата (прецизно) логика на одговорот не те задоволува воопшто не го прави неточен.Затоа го „испушти“ одговорот:
„Температурата на Планк. Да речеме дека не е дека е граница, туку само модерната физика нема способност да замисли/опишува температури повисоки од ова“.
И тогаш едноставно ги повторувате неговите зборови:
„Затоа, максималната граница во овој случај се должи на фактот дека едноставно не знаеме што се случува со материјата на високи температури, тоа е сè.
Дополнително: „Температурата се одредува строго за еден вид состојба - состојба на рамнотежа“ - ова не е точно, инаку сите тела би имале иста температура. Но, ова е повеќе печатна грешка отколку грешка, како што јас разбирам.
Понатаму, целосно се согласувам со дефиницијата за температура (како можеш да не се согласуваш? Сè уште е точно). Но, се плашам дека ќе биде тешко да се разбере за човек кој прашува за максималната граница на температурата. Бидејќи едвај знае што е распределба на Максвел.
Јас би го ставил поедноставно: температурата е карактеристика на систем од меѓусебно поврзани елементи, на пример, гас или солидна. Еден куп молекули на вода кои летаат во иста насока со иста брзина и без отстапувања не комуницираат едни со други на кој било начин и не се ништо повеќе од поединечни молекули; поединечна молекула нема температура. За телата, наједноставната дефиниција за температурата е оваа: температурата е количина пропорционална на просечната кинетичка енергијачестички на едно тело (систем), без да се земе предвид движењето на самото тело. Оние. како телото да е центар на референтната рамка.
Температурата генерално не е лесно да се даде вистинска дефиниција, бидејќи таа е чисто емпириска и првично произлезе од нашето чувство на топлина и студ. За разлика од истото време или растојание.
Па, да, температурата е параметар во распределбата на Максвел. Можеме да кажеме дека температурата е количина пропорционална на дисперзијата на брзините на молекулите во системот.
Одговори
Коментар
Знаеме дека минималната можна температура е -273,15 °C. На оваа температура, движењето на честичките престанува, а емисиите што се ослободуваат од нив топлинска енергијастанува еднаква на нула. Веројатно мора да постои точка надвор од која честичките повеќе нема да можат да ослободат повеќе топлинска енергија, откако го достигнале својот максимум.
Модерната физика верува дека оваа точка е на ниво од 1,41679 × 10 32 К (Келвини) и се нарекува Планкова температура. Токму таква била температурата на Универзумот во првите делови од секунди по Големата експлозија.
Како да го конвертирате Келвин во Целзиусов?
Во физиката, погодно е да се измери температурата во Келвин, што не подразбира присуство на скала негативна температура, односно апсолутната нула овде е нула. За да се претстави температурата во степени Целзиусови, кои ни се попознати, доволно е да се знае формулата што се користи за пресметување на температурата во Келвин. T K (температура во Келвин) = T C (температура во Целзиусови) + T 0 (константа еднаква на 273,15). Со други зборови, за да се претвори Келвин во Целзиусови, доволно е да се одземе бројот 273,15 од Келвин. на пример, 1000 K = 1000 - 273,15 = 726,85 °C.
Со оглед на формулата за претворање на Келвин во степени Целзиусови, можеме да ја претставиме температурата на Планк во степени Целзиусови како 1,41679 * 10(32)-273,15 °C. Секако, оваа проценкапресметано теоретски и врз основа на фактот дека ако на материјата загреана до температурата на Планк и се даде повеќе енергија, тоа нема да доведе до зголемување на брзината на честичките и, како последица на тоа, зголемување на температурата. Но, тоа ќе предизвика појава на нови честички при хаотични судири на постоечките, што ќе доведе до зголемување на масата на материјата. Но, ајде да замислиме дека на материјата, загреана до температурата на Планк, и се дава повеќе енергија за да се обиде да ја загрее уште повеќе. Во овој случај, целиот универзум чека... и никој не знае што го чека Универзумот откако ќе ја помине Планковата температурна точка. Многу е веројатно дека гравитациската интеракција помеѓу честичките на загреаната материја ќе стане толку силна што ќе стане еднаква на другите три интеракции: електромагнетна, силна и слаба. Ниту една од физичките теории што постојат денес не може да ја опише физиката на нашиот свет.
Но, да се вратиме од космичките работи на земните работи. Во неговите обиди да постигне највисока можна температура во лабораториите, човекот утврдил температурен рекордна ниво од околу 5,5 трилиони Келвини, што може да се напише како 5 * 10 12 К. Се разбира, научниците не загреале парче железо на оваа незамислива температура - едноставно нема да има доволно енергија за тоа. Оваа температурае снимен за време на експеримент во Големиот хадронски судирач за време на судирот на јони на олово со брзина речиси на светлината.
Што е температура? Дали има ограничување колку може да биде жежок објектот? Сега ќе научите за ова во достапна форма.Температурата ја карактеризира енергијата во состојба на термодинамичка рамнотежа. Односно, системот имаше доволно време за да се случи условна рамнотежа по интеракцијата на сите честички. Оваа состојба се нарекува максимална ентропија и апсолутно сите системи доаѓаат до ова порано или подоцна.
Едноставно кажано, невозможно е да се одреди температурата на хаотично подвижните честички различни насоки. Системот во кој ќе дојде до рамнотежа мора да биде прецизно дефиниран. Замислете тенџере со врела вода. Границите на тавата се затворен систем и кога сите честички на водата почнуваат да комуницираат едни со други, температурата може да се одреди. Ова е причината зошто точката на вриење на водата се дефинира како 100 степени Целзиусови, или со други зборови, рамнотежата во врелата вода се јавува на 100 степени.
ВНИМАНИЕ: Печатницата Victory Media ви нуди уникатни покани за секој настан. можете да дознаете на веб-страницата на компанијата.
Сега за границата на температурата. Затворен систем може да прими бесконечно количество енергија и за тоа ќе биде потребно бескрајно долго време за процесот да се „смири“ и да се одреди температурата. На Сонцето му биле потребни 4,6 милијарди години за да достигне температура од 5500 степени Целзиусови. За супернова или далечни експлозии космички зрациконцептот на температура воопшто не е применлив, бидејќи процесите во овие појави се хаотични и невозможно е да се зборува за рамнотежа.
Излегува дека физичкиот модел на светот дозволува бесконечно висока температураза одреден систем (објект). Можете да загревате колку што сакате, пумпајќи го системот со енергија, но мора да остане доволно време за да дојде до рамнотежа и да се одреди оваа температура. Заклучокот е дека не постои ограничување на температурата!
Се вчитува...
