Mi történik, ha egy felületről akkor is párolog egy folyadék, ha már elérte a minimum hőmérsékletet?

Kérdező!

#7

Nem vagyok fizikus, nem is értek olyan nagyon hozzá, szóval nem biztos, hogy én vagyok erre a legalkalmasabb, de azért megpróbálom. mindenesetre ajánlanám, hogy olvasd el a linkelt cikkeket is, hátha az alapján meg tudod érteni.

Vegyünk egy gáz közeget. Ebben a részecskék átlagsebessége annál nagyobb, minél magasabb a hőmérséklet. Ugyanakkor a közegen belül nem lesz minden részecske sebessége (energiája) egyforma. Vannak, akiknek kisebb lesz, vannak akiknek nagyobb. Mivel a sebességnek van egy alsó határa (0), viszont felső határa nincs, ezért az eloszlás nem lesz egyenletes, több részecskének lesz az átlagosnál kisebb sebessége, mint amennyinek nagyobb.

Az alábbi ábra ezt mutatja:látszik, hogy a legvalószínűbb sebesség (most probable speed) kisebb, mint az átlagsebesség (mean speed). Azt is érdemes megfigyelni, hogy a sebesség növekedésével a függvény értéke nem éri el a nullát, csak közelíti (kicsit nehezen látszik, mert vastag a vonal, de becsszó, így van).

[link]

Az előző válaszomban linkelt cikkek alapján a kvanumechanikában a részecskék energiájának nem csak alsó, hanem felső határa is van. Emiatt ha egy bizonyos szintnél több energiája lesz a részecskéknek, a függvény megfordul, azaz több részecskének lesz az átlagosnál nagyobb sebessége, mint amennyinek kisebb.

Emiatt éppen fordítva reagál az entrópia változása az energia közlésre mint az első esetben (az entrópia a rendezetlenség mértéke). Míg az első esetben ha növeljük a részecskék energiáját (a hőmérsékletet), akkor a részecskék energiája egyre inkább eltér egymástól, addig a második esetben az átlag energia növelésével az egyes energiaértékek közelítenek egymáshoz (egyre közelebb lesz az összes a felső határhoz), azaz az entrópia csökken. Tehát ha az entrópiaváltozás alapján definiáljuk a hőmérsékletet, a második esetben a hőmérséklet értéke a negatív tartományba esik (hiszen épp ellentétes a hatása, mint az első esetben).

Mint mondtam, nem vagyok fizikus, ezért nem vállalok érte felelősséget, hogy amit leírtam, az tényleg így is van.

#8

Gáz halmazállapotú anyag legfeljebb csak extrém kis nyomáson fog létezni már pár K-en is. Normál légközi nyomáson egyedül a hélium az, ami nem szilárdul meg a 0 K közelében. Ennek is a gőznyomása alig több, mint 1 Pa 1 K-en.

[link]

(1221. oldali diagram alapján)

Tehát ha folyékony hidrogént elkezdesz gázzal fújkálni, akkor:

1. Felmelegíted, hiszen a legtöbb anyag ezen a hőmérsékleten már lényegében nem létezik gáz halmazállapotban.

2. Héliummal fújod, ebben az esetben pont meggátolod a párolgást.

3. Mindenképpen meggátolod a forrást, ami 0 Pa nyomáson elvileg mindenképpen bekövetkezne (az más kérdés, hogy ez az érték mennyire elérhető...).

Egyébként a folyékony héliumot szokták használni hűtésre, például infravörös űrtávcsöveknél.A Herschel űrtávcsőnél is használták, az urvilag.hu szerint 0,3, az angol wikipedia szerint 1,4 K hőmérsékletet értek el. Nem tudom, melyik a hitelesebb, de ennél jobb hűtést ezzel a módszerrel nem hiszem, hogy el lehet érni.

[link]

[link]