الصفر المطلق

الصفر المطلق بالإنگليزية: Absolute zero: هي درجة الحرارة التي ينعدم عندها ضغط الغاز المثالي[1]. و تعني الحالة التي تكون درجة حرارة المادة فيها أقل ما يمكن ان تصل اليه. وتقضي بان ذرات أوجزيئات المادة تكون لها أقل طاقة في تلك الحالة. اكتشف العلماء ان أقل درجة حرارة يمكن الوصول اليها هي 273.15 درجة سيلزيوس تحت الصفر. تم الوصول إلى معرفة هذا القياس بالاعتماد على العلاقة الطردية بين درجة حرارة غاز ما وضغطه وبالتجربة تبين أن ضغط الغاز يساوي صفرا عند درجة حرارة 273.15 درجة سيلسيوس تحت الصفر.
يسمى مقياس الحرارة الذي له قيمة صفر عند درجة الصفر المطلق بمقياس حرارة مطلق. وهناك مقياس واحد يطابق هذا الوصف وهو مقياس كلفن. الرقم صفر على هذا المقياس يساوي الصفر المطلق أو (0 كلفن) ولا تستعمل كلمة درجة للقياس به.
مقياس كلفن مرتبط بمقياس سيلزيوس حيث ان كل واحد درجة سيلزيوس تساوي واحد كلفن، ولكن الفرق سيلزيوس يبدأ عد درجات الحرارة من -273.15 أما كلفن فيبدأ من 0، وهكذا يمكن معرفة درجة حرارة سيلسيوس من كلفن بتنقيص 273.15 من كلفن والعكس بالعكس. فاذا افترضنا ان درجة حرارة مادة تساوي 50 كلفن فانها تساوي أيضا 50-273.15 فيكون الناتج -223.15 درجة سيلسيوس.
. أي أن

 T (كلفن) = t (درجةمئوية) + 273.15

يعتقد الفيزيائيين ان درجة الحرارة لا يمكن ان تصل إلى الصفر المطلق تماما، وأقل درجة حرارة تم الوصول اليها هي واحد في الالف مليون من الدرجة فوق الصفر المطلق.ويحاول العلماء الان إثبات عمليا الصفر المطلق للغاز والذى ينعدم عندة ضغط الغاز وحجمة على تدرج كلفن.

في بعض المصادر تعتبر درجة الصفر المطلق ( -273.16) درجة .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

العلاقة بمكثفات بوز أينشتاين

مكثـَّف بوز-أينشتاين Bose-Einstein Condensate هي مادة تتصرف بطريقة غير طبيعية فقط عند درجات حرارة شديدة الإنخفاض، ربما عند كسر من البليون من درجة فوق الصفر المطلق. وعند تلك النقطة تصبح قوانين الثرموديناميكا هامة جداً.


مقاييس درجات الحرارة المطلقة

درجات الحرارة السالبة

الصفر المطلق درجة الحرارة النظرية التي تكتسب فيها ذرات المادة وجزيئاتها أقلّ قدرٍ ممكن من الطاقة. تساوي هذه الحرارة، التي يعتقد العلماء أنها الحد الأدنى الممكن تحصيله (- 273,15°م). وقد أُسست هذه القيمة جزئيًا على ملاحظات العلاقة بين الحرارة وضغط الغاز. حين تنخفض درجة حرارة الغاز المعبّأ في جسم ما، فإن ضغطه ينخفض في تناسب طردي بحيث يساوي صفرًا عند - 273,15°م.

ويسمىّ مقياس درجة الحرارة ذو الصفر المطلق في نقطة الصفر، مقياس الحرارة المطلق، ومن أمثلته مقياس كلفن، وهو المعيار العالمي للقياس العلمي للحرارة. يساوي الصفر المطلق في مقياس كلفن صفر كلفن، (صفر ك). ولا تستعمل كلمة درجة ورمز الدرجة (°) في قراءات حرارة كلفين.

ينتمي مقياس كلفن إلى المقياس السلسيوسي (المئوي). ويمكن الحصول على درجة الحرارة بالكلفن بإضافة 273,15° إلى الدرجة المئوية المقابلة فدرجة الحرارة 20°م، على سبيل المثال، تساوي 293,15ك.

ويقول علماء الطبيعة إنّ من المستحيل تحصيل درجة حرارة للصفر المطلق تمامًا. وأدنى درجة حرارة سجّلت حتى الآن هي نحو 0,00001ك، وكان قد تمّ الحصول عليها بتبريد بعض أنواع السبائك. تم مغنطة نوى تلك الفلزات في درجة حرارة منخفضة للغاية في مجال مغنطيسي. وحين أزيح المجال المغنطيسي، أصبحت النوى عديمة الخصائص المغنطيسية، وهبطت درجة حرارتها إلى مايقرب من الصفر المطلق.


Certain semi-isolated systems, such as a system of non-interacting spins in a magnetic field, can achieve negative temperatures; however, they are not actually colder than absolute zero. They can be however thought of as "hotter than T = ∞", as energy will flow from a negative temperature system to any other system with positive temperature upon contact.

The notion of a negative temperature is quite misleading. As mentioned previously, temperature is an entropically defined quantity. Temperature is effectively a measure of the number of thermally accessible states of a system at equilibrium. If the system is not in an equilibrium configuration, it will have a negative temperature.


طالع أيضاً

ثبت المراجع

http://mousou3a.educdz.com/0/010320_1.htm

  1. ^ McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 10th Edition, Volume 1 (A-ANO),page.19