اینجا را پلاس 1 کنید!

 

در دمای صفر مطلق چه اتفاقی می افتد؟

پنج شنبه, بهمن ۲۹, ۱۳۸۸ ۱۳:۲۰
ارسال شده در قسمت : مطالب علمی
10,797 بازید ۲۹ نظر

همواره در دمای نزدیک به صفر مطلق اتفاقات جالبی رخ می دهد. در دمای نزدیک به دمای اتاق، با کاهش دما، سرعت واکنش های شیمیایی کاهش می یابد. اما دانشمندان کشف کردند که مولکول ها در دمای چند صد میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق (۲۷۳٫۱۵-) نیز می توانند مبادله اتم داشته باشند. چرا دمای صفر مطلق دست نیافتنی است ؟

سحابی بومرنگ – سردترین منطقه کشف شده در جهان

– چرا رسیدن به دمای صفر کلوین (صفر مطلق) غیر ممکن است ؟

به طور عملی، کار مورد نیاز برای سرد کردن یک گاز با کاهش دما افزایش می یابد. با نزدیک شدن به دمای صفر مطلق مقدار کار مورد نیاز به سمت بی نهایت میل می کند (سی نا .نت : این مطلب بر مبنای قوانین اساسی ترمودینامیک نیز مطرح می شود). در بیان کوانتومی، نظریه عدم قطعیت هایزنبرگ می گوید “هر چه سرعت یک ذره بیشتر باشد، اطلاعات ما از مکانِ آن کاهش می یابد”. در صورتی که شما بدانید اتم ها در فضای آزمایش شما قرار دارند، پس یک عدم قطعیت در اندازه حرکت آن ها وجود دارد و در نتیجه در دمای بالای صفر مطلق خواهد ماند. پس برای رسیدن به صفر مطلق نیاز دارید که فضای آزمایش شما به اندازه کل جهان باشد!

– سردترین منطقه در منظومه شمسی کجاست ؟

سردترین دمای اندازه گیری شده در منظومه شمسی، در ماه (قمر زمین) بوده است! سال گذشته، ناسا در دهانه یک آتشفشان که در قطب جنوبِ ماه قرار دارد و همیشه در سایه است، دمای نزدیک به ۲۴۰- سانتیگراد را اندازه گیری کرد. این دما ۱۰ درجه سردتر از دمای اندازه گیری شده در پلوتو(دور ترین سیاره منظومه شمسی) است.

– سردترین نقطه طبیعی در جهان کجاست ؟

سردترین نقطه شناخته شده در جهان، در سحابی بومرنگ قرار دارد که ۵۰۰۰ سال نوری با ما فاصله داشته و در صورت فلکی قنطورس واقع است. در سال ۱۹۹۷ دانشمندان گزارش دادند که گازهای منتشر شده از یک ستاره در حال مرگ، پس از انبساط به دمای ۱ کلوین (یعنی ۱ درجه گرمتر از صفر مطلق) رسیده اند! به طور معمول به علت وجود پرتو های کیهانی دمای گازهای منبسط  شده در کیهان، حداقل ۲٫۷ کلوین می باشد. ولی انبساط سحابی بومرنگ، یک یخچال کیهانی پدید آورده است که گاز ها را تا دماهای بسیار پایین سرد می کند.

– سرد ترین جسم در جهان چیست ؟

بعضی از قطعات رصدخانه فضایی پلانک، متعلق به آژانس فضایی اروپا که در ماه می سال ۲۰۰۹ پرتاپ شده است، تا دمای ۰٫۱ کلوین سرد شده اند تا نوییز های ناشی از پرتوهای کیهانی را متوقف کنند. بدین منظور، محیط اطراف (فضا!)، سیکل های مکانیکی و تبریدی با استفاده از گاز هلیوم و هیدروژن در ۴ مرحله، دما را تا این حد پایین می آورند.

– کمترین دمایی که در آزمایشگاه به آن دست یافته اند، چقدر است؟

کمترین دمای اندازه گیری شده در جهان، در همین زمین ثبت شده است! در سال ۲۰۰۳، دانشمندان در انستیتوی تکنولوژی ماساچوست (MIT) اعلام کردند که ابری از اتم های سدیم را تا دمای ۰٫۴۵ نانوکلوین (۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰۰۴۵  کلوین!) سرد کردند! قبل تر در سال ۱۹۹۹، دانشمندان دانشگاه صنعتی هلسینکی (فنلاند) قطعه ای از فلز رودیوم را به دمای ۰٫۱ نانوکلوین (۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱  کلوین!) رساندند. با این حال این دما (۰٫۱ نانوکلوین) فقط برای نوع خاصی ازجنبش(چرخش هسته ای) به دست آمد و برای تمام جنبش های ممکن، حاصل نشد.

– رفتار عجیب گازها که در دماهای پایین چگونه است ؟

در جامدات، مایعات و گازهای روزمره، با افزایش جنب و جوش اتم ها، انرژی گرمایی افزایش می یابد. اما در دماهای بسیار پایین، قوانین عجیب مکانیک کوانتومی حکمفرماست. مولکول ها دیگر تصادم همرفتی ندارند. در عوض امواج مکانیک کوانتومی، گسترش و همپوشانی می یابند. زمانی که همپوشانی اتفاق می افتد، چگالش بوز-انیشتین صورت می گیرد و هر یک از اتم ها به صورت یک سوپر اتم عمل می کنند. نخستین چگالش بوز-انیشتین در سال ۱۹۹۵ در کلورادو بر روی اتم های روبیدیوم صورت گرفت و آن را تا دمای ۱۷۰- سرد کرد.

منبع : NewScientist.com

مشترک سی نا.نت شوید تا نوشته های اینجا را در ایمیل تان بخوانید ...
به وسیله‌ی ایمیل:
 
ایمیل شما نزد ما محفوظ و اشتراک تان هر لحظه با یک کلیک قابل انصراف است.

یا به وسیله‌ی فـیـد (خوراک)

۲۹ ديدگاه براي “در دمای صفر مطلق چه اتفاقی می افتد؟”

  1. شهرام یزدان پناه گفته است :

    بهمن ۳۰ام, ۱۳۸۸ در ۲:۴۰ ب.ظ

    سلام

    ممنونم از مطلب خوبتون. اما به نظرم در مورد دما در دهانه آتشفشانی ماه اشتباه شده است. چون دما کمتر از صفر مطلق می شود.

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ بهمن ۳۰ام, ۱۳۸۸ ۱۰:۲۲ ب.ظ:

    @شهرام یزدان پناه, دمای ۲۴۰- تقریباً برابر ۳۳٫۱۵ کلوین است و البته بیشتر از صفر مطلق :)

    [پاسخ]

  2. کسر گفته است :

    اسفند ۱ام, ۱۳۸۸ در ۶:۵۴ ب.ظ

    خیلی مطلبه عالی بود، ممنون :)

    [پاسخ]

  3. ا گفته است :

    فروردین ۳۰ام, ۱۳۸۹ در ۱۰:۱۹ ب.ظ

    سلام
    ممنون از اطلاعی که می دی
    اصلا دمای مطلق چیه؟!

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ فروردین ۳۰ام, ۱۳۸۹ ۱۰:۲۵ ب.ظ:

    , دمای مطلق، دمایی است که بر مبنای یک تئوری ترمودینامیک بنا شده است. صفر مطلق (صفر کلوین) معادل دمای ۲۷۳٫۱۵ درجه زیر صفر سانتیگراد است. (یعنی ۲۷۳٫۱۵-) …
    بنابر این برای محاسبه ی دمای مطلق، کافیست دمای سانتیگراد را به اضافه ی ۲۷۳٫۱۵ بکنید.

    [پاسخ]

    علیرضا پاسخ در تاريخ تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ ۱:۱۹ ب.ظ:

    Opera 11.50 Windows 7

    @سینا, البته سیلیسیوس + کلوین نه منها.
    مرسی از مطلب عالیتون.

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ ۱:۳۴ ب.ظ:

    Firefox 5.0 Windows 7

    @علیرضا, بله درست میفرمایید :)

    [پاسخ]

    ابوالفضل محمدی پاسخ در تاريخ تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ ۵:۲۰ ب.ظ:

    Chrome 12.0.742.100 Windows Vista

    با سلام و تشکر از سایت خوبتون
    در مورد دمایم طلق من فکر میکنم دمایی باشه که صفر اون، پایین ترین دمای موجود باشه.
    دو نوع دمای مطلق داریم، درجه ی کلوین و درجه ی رانکین که در صفر مطلق، هم درجه ی رانکین صفر هستش و هم درجه ی کلوین
    دو تا دمای نسبی هم داریم، درجه سانتیگراد و درجه فارنهایت که دیگه صفرشون، صفر مطلق نیست.

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ ۵:۲۶ ب.ظ:

    Firefox 5.0 Windows 7

    @ابوالفضل محمدی, ممنون از توضیحاتتون :) نمیشه صفر مطلق رو پایین ترین دمای موجود توصیف کرد. در واقع صفر مطلق دست یافتنی نیست، بنابراین نمیتواند “موجود” باشد :)

    [پاسخ]

    ابوالفضل محمدی پاسخ در تاريخ تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ ۶:۰۱ ب.ظ:

    Chrome 12.0.742.100 Windows Vista

    @سینا
    ممنونم به خاطر نکته سنجیتون. شاید عبارت پایین ترین دمای “تئوری موجود” بهترباشه. البته رو خود “وجود” هم میشه بحث کرد. شاید واقعاً موجود باشه ولی هنوز انسان نتونسته پیداش کنه :D

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ ۶:۰۶ ب.ظ:

    Firefox 5.0 Windows 7

    @ابوالفضل محمدی, برای دستیابی به صفر مطلق، به یک منبع انرژی بینهایت نیاز داریم.

    [پاسخ]

  4. montazeri گفته است :

    شهریور ۳۱ام, ۱۳۸۹ در ۸:۴۰ ب.ظ

    MSIE 6.0 Windows XP

    دستت در نکنه خیلی جالب بود امیدوارم همیشه موفق باشی

    [پاسخ]

  5. donya گفته است :

    اسفند ۲ام, ۱۳۸۹ در ۷:۳۵ ب.ظ

    MSIE 8.0 Windows XP

    سلام مطلبت جالبه کار منو که راه انداخت…..

    [پاسخ]

  6. احمد گفته است :

    اسفند ۱۵ام, ۱۳۸۹ در ۱:۰۸ ق.ظ

    Firefox 3.6.15 Windows XP

    روی چه حسابی میکن پایین تر از -۲۷۳٫۱۵ نمیشه رفت؟!

    مگه کسی تا اون دما رفته رفته!؟ شاید کمترش هم باشه….ما نتونستیم برسیم بهش

    پس حتما بائیه فرمولی این رو گفتن، شما نمیدونی روی چه اصلی این حرف رو زدن؟

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ اسفند ۱۵ام, ۱۳۸۹ ۸:۱۲ ب.ظ:

    Firefox 3.6.15 Windows 7

    @احمد, این موضوع ترکیبی از قراردادها (در مورد درجه بندی سنجش دما) و قوانین ترمودینامیک است. طبق قوانین ترمودینامیک، دستیابی به صفرِ کلوین، نیاز به انرژی به مقدار بی نهایت دارد.

    [پاسخ]

    ابوالفضل محمدی پاسخ در تاريخ تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ ۵:۲۲ ب.ظ:

    Chrome 12.0.742.100 Windows Vista

    سوال بسیار خوبی بود. من هم از جوابش قانع نشدم.

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ آذر ۲۹ام, ۱۳۹۱ ۱۲:۳۴ ق.ظ:

    Firefox 17.0 Windows 7

    @ابوالفضل محمدی, برای آشنایی بیشتر بهتره کتاب های “ترمودینامیک کلاسیک پیشرفته” رو مطالعه کنید. این که چرا نمیشه از این دما پایین تر رفت، مربوط به تعاریف و قراردادهاست. بحثِ این عدد نیست! ممکنه من یک قرارداد وضع کنم که دمای صفر کلوین معادل دمای ۴۸۹۵- سینا (واحد جدید!) باشه. بحثِ اینه که دمایی وجود داره که به نوعی به صورت “مرز” هست. شاید در آینده مطلبی در رابطه با این موضوع بنویسم :)

    [پاسخ]

  7. farzaneh گفته است :

    تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ در ۱:۲۵ ب.ظ

    Firefox 3.6.13 Linux

    مطلب جالبی بود اما دو تا نکته رو باید بگم.
    یکی اینکه هلسینکی پایتختِ فنلاند است، و دانشگاهِ هلسینکی هم توی فنلاند است نه لهستان.
    دوم اینکه چگالش بوز- اینشتین صحیح است.

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ تیر ۱۰ام, ۱۳۹۰ ۱:۳۷ ب.ظ:

    Firefox 5.0 Windows 7

    @farzaneh, ممنون، اصلاح شد :)

    [پاسخ]

  8. mhziar گفته است :

    آذر ۲۶ام, ۱۳۹۰ در ۵:۲۰ ب.ظ

    Chrome 3.0.182.3 Windows XP

     سلام اگه میشه آزمایش کلوین در مورد صفر مطلق رو هم بنویسید
    ممنون

    [پاسخ]

  9. fafa گفته است :

    آبان ۱۲ام, ۱۳۹۱ در ۱۲:۴۸ ب.ظ

    Firefox 16.0 Windows 7

    حلالمون کن آقا سینا ۲ خط از مطلباتو نوشتم ببرم سر کلاس ۲ نمره بگیرم
    عالی بود ممنون…

    [پاسخ]

  10. fafa گفته است :

    آبان ۱۲ام, ۱۳۹۱ در ۱۲:۴۹ ب.ظ

    Firefox 16.0 Windows 7

    میشه بگید چرا دماسنج های پزشکی رو از جیوه می سازند؟

    [پاسخ]

  11. کژال گفته است :

    آذر ۲۸ام, ۱۳۹۱ در ۱۱:۳۴ ب.ظ

    OperaMini 7.0 Android; Opera

    جالب بود مخصوصا واسه من ک احتیاج دارم ب اینجور مطالب ولی ی سوال واسم پیش اومده ینی دبیرم ازم خواسته میخوام بدونم آیا دمایی پایین تر از دمای ۲۷۳- وجود داره؟ذهنمو خیلی مشغول کرده اگ ممکنه جوابمو بدین.

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ آذر ۲۹ام, ۱۳۹۱ ۱۲:۲۶ ق.ظ:

    Firefox 17.0 Windows 7

    @کژال, دمای ۲۷۳٫۱۵- درجه سانتیگراد، دمای صفر کلوین است و بر مبنای نظریه ها و قوانین ترمودینامیک، این دمای مبدا است! پس پایین تر از این دما وجود ندارد! ضمن اینکه رسیدن به همین دما نیز غیر ممکن است.

    [پاسخ]

  12. کژال گفته است :

    آذر ۲۹ام, ۱۳۹۱ در ۱۲:۱۳ ق.ظ

    OperaMini 7.0 Android; Opera

    بازم ببخشید الان داشتم نظرارو میخوندم دیدم ی اشاره ب سوال منم کردین اگ میبینین ک جواب من فرق داره لطفا جواب بدین اگرم نداره بهم بگین ب کجای مطالبتون بیشتر دقت کنم؟

    [پاسخ]

    سینا پاسخ در تاريخ آذر ۲۹ام, ۱۳۹۱ ۱۲:۳۶ ق.ظ:

    Firefox 17.0 Windows 7

    @کژال, پاسخم به آقای ابوالفضل محمدی که چند کامنت قبل هست را مطالعه کنید :)

    [پاسخ]

  13. کژال گفته است :

    آذر ۳۰ام, ۱۳۹۱ در ۲:۲۳ ق.ظ

    OperaMini 7.0 Android; Opera

    مرسی ممنون آقا سینا.:-);-)

    [پاسخ]

  14. امیر گفته است :

    بهمن ۱۴ام, ۱۳۹۲ در ۸:۵۰ ب.ظ

    MSIE 7.0 Windows 7

    سلام.مقیاس رانکین چجوری درست شده؟چه فرقی با کلوین می کنه؟

    [پاسخ]

- لطفاً فارسی بنویسید. نظراتی که پینگلیش باشند، تأیید نمی شوند.

- اگر نمی توانید فارسی تایپ کنید، کافیست در بالای کادر متن، گزینه تبدیل خودکار را فعال کنید و پینگلیش بنویسید. نوشته ی شما پس از نوشتن هر کلمه به صورت خودکار به فارسی تبدیل می شود.

- نظر شما پس از بررسی، منتشر خواهد شد. در صورتی که تمایل دارید نظرتان به صورت خصوصی باقی مانده و منتشر نشود، لطفاً ذکر کنید.

- در صورتی که دیدگاه شما در مورد این نوشته نیست از صفحه ارتباط با من استفاده کنید.

پاسخ به نوشته


سه × = 3

به صورت خودکار کلمات فینگلیش را به فارسی تبدیل کن. در صورتی که می‌خواهید انگلیسی تایپ کنید Ctrl+g را فشار دهید.