Jeg har læst, at Helium ikke fryser ved absolut nul under normalt tryk.
Hvordan kunne dette være muligt i betragtning af at det absolutte nul er den laveste temperatur, der kan opnås, og ved den temperatur stopper alle tilfældige bevægelser af atomet?
Bør ikke atomerne bare stoppe med at vibrere og størkner med det samme? Hvorfor har de kinetisk energi ved absolutte nul?
Kommentarer
- Faktisk kommer intet nogensinde til 0K, så på en måde er 0K den laveste uopnåelige temperatur , der ikke kan opnås. Prøv at læse noget om superfluiditet.
- Men hvordan kan noget eksistere i flydende tilstand ved 0K? Atomer bare ikke ' t indeholder kinetisk energi!
- Heliums nulpunktsenergi er for høj til at tillade frysning
- Prøv da.wikipedia.org/wiki/Superfluid_helium-4
- Hvorfor har de kinetisk energi ved absolut nul? De skal fortsætte med at bevæge sig, ellers ved vi hvad denne artikel siger, at vi ikke er i stand til …. da.wikipedia.org/wiki/Uncer tainty_principle
Svar
Du er vildledt af tanken om, at temperatur er et mål for energi . Selvom dette omtrent er tilfældet ved høje temperaturer, er det ikke korrekt ved lave temperaturer. Temperatur er faktisk et mål for entropi; afledningen af entropi med hensyn til intern energi ved konstant partikelantal og volumen er invers temperatur. Ved meget lave temperaturer bliver kvantemekaniske effekter vigtige, og selv ved absolut nul (0 K) har partiklerne energi, kendt som nulpunktsbevægelse. I helium er denne nulpunktsbevægelse stor nok til at forhindre atomer i at klæbe sammen som et fast stof – det forbliver en væske. Over ca. 3,2 MPa bliver Helium-3 fast ved højt tryk. For Helium-4 bliver den solid over ~ 2,5 MPa. http://ltl.tkk.fi/research/theory/helium.html
Svar
Nøglepunktet her er følgende: bidraget fra nulpunktsenergien er syv gange større end dybden af det attraktive potentiale mellem to He (4) -atomer. Derfor er nulpunktsenergien nok til at ødelægge enhver krystallinsk struktur af He (4), som materialet ellers ville danne.
Et mere stringent svar kan findes her i denne Svar .
Svar
På $ 0K $ er der stadig nulpunktsenergi. Da Han er meget let og inert den tilhørende nulpunktsbevægelse dette er nok til at forhindre størkning.
Svar
Kinetisk energi ved lavere temperatur finder ikke ud af bevægelsen af partikler, de kan være tilfældige på en ufattelig måde ikke synlig eller vanskelig at redegøre for, men den er ikke nul