A minus egy Kelvin az nagyon hideg?
Nincs mínusz kelvin...
"... a nulla kelvin az abszolút nulla fok (amikor a molekulák már nem végeznek hőmozgást)..."
Vannak akik lepontozták, pedig igaza van:
"Statisztikus fizikai értelemben lehet értelmezni negatív hőmérsékletet, ami igazából “melegebb” mint az összes pozitív hőmérséklet, a plusz végtelent is beleértve."
Kicsit bővebben:
Az abszolút hőmérsékleti (Kelvin, Rankine) skála az értelmezhető az átlagos kinetikus energia mértékeként. Általában a rendszer hőmérséklete pozitív. Azonban bizonyos elszigetelt rendszerekben a Boltzmann-entrópiával meghatározott hőmérséklet negatívvá válhat.
A negatív hőmérséklet lehetőségét először Lars Onsager jósolta meg 1949-ben. Onsager véges a plazmafizikában használt véges területű kétdimenziós ideális folyadékok turbulenciájának tanulmányozására használt úgynevezett "Two-dimensional point vortex gas" modell szerinti 2D-s örvényeket vizsgált. Rájött, hogy mivel ezek helyzete nem független szabadsági fokuk momentumuktól. A korlátos fázistér alapvető tulajdonsága, amely lehetővé teszi a negatív hőmérsékleteket, és előfordulhat klasszikus és kvantum rendszerekben. Onsager kimutatta, hogy a korlátos fázistérrel rendelkező rendszereknek szükségszerűen van csúcsértéke az entrópiában, ahogy az energia nő. A csúcsértéket meghaladó energiáknál az entrópia csökken, az energia növekedésével a nagy energiájú állapotok szükségszerűen negatív Boltzmann hőmérséklettel rendelkeznek.
A Kelvin-skála szerinti valóban negatív hőmérsékletű rendszer melegebb , mint bármely pozitív hőmérsékletű rendszer. Ha egy negatív hőmérsékletű rendszer és egy pozitív hőmérsékletű rendszer érintkezik, hő áramlik a negatív hőmérsékletű rendszerből a pozitív hőmérsékletű rendszerbe. Egy ilyen rendszer sztenderd példája a populációinverzió a lézerfizikában .
A kevésbé szigorú értelemben a hőmérsékletet a rendszer részecskéinek átlagos kinetikus energiájaként értelmezik. A negatív hőmérséklet létezése "forróbb" rendszereket képviselő negatív hőmérsékletről, paradoxnak tűnik ebben az értelmezésben. A paradoxont úgy oldjuk fel, hogy a termodinamikai hőmérséklet szigorúbb meghatározását tekintjük a belső energia és a rendszerben lévő entrópia közötti kompromisszumnak , a "hidegséggel" , a kölcsönösséggel, a hőmérséklet, amely az alapvetőbb mennyiség. A pozitív hőmérsékletű rendszerek entrópiája növekszik, amikor energiát adunk a rendszerhez, míg a negatív hőmérsékletű rendszerek entrópiája csökken, amikor energiát adunk a rendszerhez.
A korlátlan fázistérrel rendelkező termodinamikai rendszerek nem képesek negatív hőmérsékletet elérni. A hő hozzáadásával mindig megnő az entrópiájuk. Az entrópia csökkenésének lehetősége az energia növekedésével megköveteli, hogy a rendszer "telítődjön" az entrópiával. Ez csak akkor lehetséges, ha a nagy energiájú állapotok száma korlátozott.
A "szokásos" (kvantumos vagy klasszikus) rendszerben a nagy energiájú állapotok száma korlátlan (a részecske momentuma elvileg korlátlanul növelhető). Néhány rendszer azonban rendelkezik egy maximális energiamennyiséggel, amelyet el tud tartani, és ahogy közelednek ehhez a maximális energiához, az entrópiájuk valójában csökkenni kezd. A negatív hőmérsékletű rendszer számára elérhető állapotok korlátozott tartománya azt jelenti, hogy a negatív hőmérséklet a rendszer fellépő rendezettségéhez kapcsolódik nagy energiákon, ilyen például az Onsager által leírt örvényhalmazok.
#7es
Fizikus MScn vagyok, tudom hogy igazam van😅
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!