Jag har läst att Helium inte fryser vid absolut noll vid normalt tryck.
Hur kan detta vara möjligt med tanke på att den absoluta nollan är den lägsta uppnådda temperaturen och vid den temperaturen stannar alla slumpmässiga rörelser av atomen?
Borde inte atomerna bara sluta vibrera och stelnar omedelbart? Varför har de kinetisk energi vid absolut noll?
Kommentarer
- Egentligen kommer ingenting någonsin till 0K, så på ett sätt är 0K den lägsta ouppnåbara temperaturen, inte uppnåbar. Försök läsa något om superfluiditet.
- Men hur kan något existera i flytande tillstånd vid 0K? Atomerna bara inte ' Innehåller ingen kinetisk energi!
- Heliums nollpunktsenergi är för hög för att möjliggöra frysning
- Försök sv.wikipedia.org/wiki/Superfluid_helium-4
- Varför har de kinetisk energi vid absolut noll? De måste fortsätta att röra sig, annars skulle vi veta vad den här artikeln säger att vi inte kan …. en.wikipedia.org/wiki/Uncer tainty_principle
Svar
Du har lurats av tanken att temperaturen är ett mått på energi . Även om detta är ungefär så vid höga temperaturer, är det inte korrekt vid låga temperaturer. Temperatur är faktiskt ett mått på entropi; derivatet av entropi med avseende på intern energi vid konstant partikelantal och volym är invers temperatur. Vid mycket låga temperaturer blir kvantmekaniska effekter viktiga, och även vid absolut noll (0 K) har partiklarna energi, känd som nollpunktsrörelse. I helium är denna nollpunktsrörelse tillräckligt stor för att förhindra atomerna fastnar ihop som ett fast ämne – det förblir en vätska. Över ungefär 3,2 MPa blir Helium-3 fast vid högt tryck. För Helium-4 blir den fast över ~ 2,5 MPa. http://ltl.tkk.fi/research/theory/helium.html
Svar
Nyckelpunkten här är följande: bidraget från nollpunktsenergin är sju gånger större än djupet av den attraktiva potentialen mellan två He (4) -atomer. Därför är nollpunktsenergin tillräcklig för att förstöra alla kristallstrukturer av He (4) som materialet annars skulle bilda.
Ett strängare svar kan hittas här i denna Svar .
Svar
Vid $ 0K $ finns det fortfarande nollpunktsenergi. Eftersom Han är mycket lätt och inert tillhörande nollpunktsrörelse detta räcker för att förhindra stelning.
Svar
Kinetisk energi vid lägre temperatur räknar inte ut partikelns rörelse, deras kan vara slumpmässigt på ett ursprungligt sätt inte synligt eller svårt att redovisa men det är inte noll