Olvastam, hogy a hélium normál nyomáson nem fagy meg abszolút nulla értéken.
Hogyan lehet ez lehetséges, ha az abszolút nulla a legalacsonyabb elérhető hőmérséklet, és ezen a hőmérsékleten az atom minden véletlenszerű mozgása leáll? és azonnal megszilárdulnak? Miért van kinetikus energiájuk abszolút nullánál?
Megjegyzések
- Valójában semmi sem jut el 0K-ig, tehát bizonyos értelemben 0K a legalacsonyabb elérhetetlen hőmérséklet, nem érhető el. Próbáljon meg olvasni valamit a szuperfolyékonyságról.
- De hogyan létezhet bármi folyékony állapotban 0K-on? Az atomok csak nem ' nem tartalmaz semmilyen kinetikus energiát!
- A hélium nullpont-energiája túl nagy ahhoz, hogy megdermedjen.
- Próbálja ki a hu.wikipedia.org/wiki/Superfluid_helium-4
- Miért van kinetikus energiájuk abszolút nullánál? Tovább kell mozogniuk, különben tudnánk, mi ez a cikk szerint nem vagyunk képesek … hu.wikipedia.org/wiki/Uncer tainty_principel
Válasz
Félrevezetett az a gondolat, hogy a hőmérséklet az energia mértéke . Bár ez magas hőmérsékleten megközelítőleg igaz, alacsony hőmérsékleten nem megfelelő. A hőmérséklet valójában az entrópia mértéke; az entrópia származéka a belső energiához viszonyítva, állandó részecskeszám és térfogat esetén az inverz hőmérséklet. Nagyon alacsony hőmérsékleten a kvantummechanikai hatások válnak fontossá, és még abszolút nulla (0 K) esetén is vannak részecskék energiája, amelyet nulla pont mozgásnak neveznek. A héliumban ez a nulla pontú mozgás elég nagy ahhoz, hogy megakadályozza az atomok szilárd anyagként való összeragadását – folyadék marad. Nagyjából 3,2 MPa felett a hélium-3 nagy nyomáson szilárdtá válik. A hélium-4 esetében ~ 2,5 MPa fölött szilárd lesz. http://ltl.tkk.fi/research/theory/helium.html
Válasz
A legfontosabb pont itt a következő: a nulla pont energiája hétszer nagyobb, mint a két He (4) atom közötti vonzó potenciál mélysége. Ezért a nulla pont energiája elegendő ahhoz, hogy elpusztítsa He (4) minden kristályszerkezetét, amelyet az anyag egyébként kialakítana.
Szigorúbb választ itt találhat ebben az Válasz .
Válasz
A $ 0K $ helyen még mindig nulla pont energia van. Mivel He nagyon könnyű és inert a hozzá kapcsolódó nulla pontú mozgás , ez elegendő a megszilárdulás megakadályozásához.
Válasz
A kinetikus energia alacsonyabb hőmérsékleten nem deríti ki a részecske mozgását, mert véletlenszerűen, insiginifant módon nem látható vagy nehezen elszámolható, de nincs nullánál