اینجا را پلاس 1 کنید!

 

در دمای صفر مطلق چه اتفاقی می افتد؟

پنج‌شنبه, فوریه 18, 2010 13:20
ارسال شده در قسمت : مطالب علمی

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 :

    فوریه 19th, 2010 در 2:40 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.

  2. سینا گفته است :

    فوریه 19th, 2010 در 10:22 ب.ظ

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

  3. کسر گفته است :

    فوریه 20th, 2010 در 6:54 ب.ظ

    خیلی مطلبه عالی بود، ممنون :)

  4. ا گفته است :

    آوریل 19th, 2010 در 10:19 ب.ظ

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

  5. سینا گفته است :

    آوریل 19th, 2010 در 10:25 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.

  6. علیرضا گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 1:19 ب.ظ

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

  7. سینا گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 1:34 ب.ظ

    @علیرضا, بله درست میفرمایید :)

  8. ابوالفضل محمدی گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 5:20 ب.ظ

    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.

  9. سینا گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 5:26 ب.ظ

    @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 :)

  10. ابوالفضل محمدی گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 6:01 ب.ظ

    @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

  11. سینا گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 6:06 ب.ظ

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

  12. montazeri گفته است :

    سپتامبر 22nd, 2010 در 8:40 ب.ظ

    دستت در نکنه خیلی جالب بود امیدوارم همیشه موفق باشی

  13. donya گفته است :

    فوریه 21st, 2011 در 7:35 ب.ظ

    سلام مطلبت جالبه کار منو که راه انداخت…..

  14. احمد گفته است :

    مارس 6th, 2011 در 1:08 ق.ظ

    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؟

  15. سینا گفته است :

    مارس 6th, 2011 در 8:12 ب.ظ

    @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.

  16. ابوالفضل محمدی گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 5:22 ب.ظ

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

  17. سینا گفته است :

    دسامبر 19th, 2012 در 12:34 ق.ظ

    @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 :)

  18. farzaneh گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 1:25 ب.ظ

    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.

  19. سینا گفته است :

    جولای 1st, 2011 در 1:37 ب.ظ

    @farzaneh, ممنون، اصلاح شد :)

  20. mhziar گفته است :

    دسامبر 17th, 2011 در 5:20 ب.ظ

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

  21. fafa گفته است :

    نوامبر 2nd, 2012 در 12:48 ب.ظ

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

  22. fafa گفته است :

    نوامبر 2nd, 2012 در 12:49 ب.ظ

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

  23. کژال گفته است :

    دسامبر 18th, 2012 در 11:34 ب.ظ

    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.

  24. سینا گفته است :

    دسامبر 19th, 2012 در 12:26 ق.ظ

    @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.

  25. کژال گفته است :

    دسامبر 19th, 2012 در 12:13 ق.ظ

    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؟

  26. سینا گفته است :

    دسامبر 19th, 2012 در 12:36 ق.ظ

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

  27. کژال گفته است :

    دسامبر 20th, 2012 در 2:23 ق.ظ

    مرسی ممنون آقا سینا.:-);-)

  28. امیر گفته است :

    فوریه 3rd, 2014 در 8:50 ب.ظ

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

- 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

لطفاً به سوال امنیتی زیر پاسخ دهید: *