Tökéletes vákuumban mennyi a hőmérséklet?

0 K lenne, ha lenne olyan, hogy tökéletes vákuum. Ha már magasabb a vákuum hőmérséklete, akkor nem tökéletes, mert megjelenik benne a hőmérsékleti sugárzás, azaz fotonok. Azok pedig már anyagnak minősülnek. Mivel az anyag és energia mindig egyszerre jelentkezik, ezért a tökéletes vákuumban egyiknek sem szabad léteznie. Ennek feltétele az, hogy 0 K legyen a hőmérséklet, csakhogy ez elvileg sem lehetséges, erről szól a Termodinamika III. Főtétele.

A vákuum hőmérséklete:

statisztikus fizikai képpel valóban nem értelmezhető, ezért úgy értelmezzük, hogy a vákuum hőmérséklete az a hőmérséklet, amivel a benne lévő testek termikus egyensúlyt tartanak. Ha a vákuumban kiteszünk hőmérőt, az mér valamilyen hőmérsékletet, ugyanúgy a benne elhelyezkedő testek is felvesznek egy adott hőmérsékletet, konkrét esetben mindig ugyanannyit, ami feltételezi, hogy termikus egyensúly van a test és környezete között, azaz képesek hőcserére. Ennek a forrása a hőmérsékleti sugárzás, vagy más néven feketetest-sugárzás. Minden nem 0 K hőmérséklettel rendelkező objektum kibocsát hőmérsékleti sugárzást, ami elektromágneses sugárzás, és ezen sugárzás révén képesek a vákuumbéli testek hőt cserélni egymással (gondolj csak a Napra, az is felmelegíti a Földet, holott mindkettő vákuumban van).

A világűrben mért hőmérséklet kb 3 K, ez megfelel egy mikrohullám hullámhossztartományába eső feketetest-sugárzásnak, ez a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás.

Ez nem teljesen a kérdésre ad választ, de a vákuummal összefügg.

Mondjuk rendesen odab.sz.:)

"Tartalmazhat-e a tér egy tartománya a semminél is kevesebbet? Józan eszünk azt mondatja velünk, hogy ez lehetetlen, hiszen ha minden anyagot és sugárzást eltávolítunk, akkor vákuum, üresség marad vissza. A kvantumfizikusok válasza, ahogy már megszokhattuk, eltér a hétköznapitól. Szerintük a tér valamely tartományában az egységnyi térfogatban levő energia lehet a nullánál kevesebb. A következmények persze igen különösek.

[link]

09:18

A világegyetem hőmérséklete 2,7 K! Hőm. az anyagok mozgási energiájából adódik. Márpedig ha van anyag (csak egy foton is) egy (akár) 100 km^3 térfogatú kockában, már akkor is van hőmérséklete! Részélet, hogy elhanyagolható mértékű... (és akkor a virtuális részecskék még szóba sem jöttek...) A háttérsugárzás maga nem a hőmérséklete, viszont az adja meg...

"Az ősrobbanás után nagyjából 380 000 évvel az atommagok és elektronok összeálltak atomokká, és a fotonok (fény) számára a világegyetem átlátszóvá vált. A mikrohullámú háttérsugárzás ebből az időből származik, de a vöröseltolódás miatt a hőmérséklete lecsökkent." fail..

10:43 már leírta, de én is leírom, hogy értsd meg és értse már meg mindenki, hogy ha nem vagy biztos a tudásodban, ne válaszolj! Mert baromság lesz belőle.

Hiába szivattyúzunk ki minden levegőrészecskét egy tartályból, mert a teret még akkor kitöltik a virtuális részecskék, amik nagyjából így nyújtogatják, csavarják a tér-időt, tehát nem is olyan egyszerű kérdés:

[link]

a termodinamika igen pontos választ ad erre...

ha lehetne 0K, akkor a részecskéknek sem lenne energiáj, pl sebessége.

Képzeld el hogy egy atom elektronjai egyszer csak megállnak mint jó sofőr a piros lámpánál...

Már a 0K meghatározásából is lehet következtetni arra hogy nem lehet elérni.

A hőmérsékletről: "Fizikai szempontból a hőmérséklet az anyagot felépítő részecskék átlagos mozgási energiájával kapcsolatos mennyiség."

[link]

A foton nem tudom ilyen szempontból részecskének számít-e (szerintem nem).

"A foton nem tudom ilyen szempontból részecskének számít-e (szerintem nem)."

De, pont ez volt a kvantummechanika egyik eredete, hogy klasszikusan ezt nem lehetett megmagyarázni rendesen, ekkor jött Planck, és mondta, hogy vannak fénykvantumok (fotonok), amelyek energiája h*f, és eszerint számolva már kijött a mérési eredmény. A klasszikus közelítés csak kis hőmérsékletekre volt igaz.

Egyébként a legutóbbi kérdésre válaszolva: legfőképp a Termodinamika III. Főtétele miatt. Úgy lehet szemléletesen elképzelni, hogy a hőmérséklet csökkentésével a hőkapacitás (fajhő) is csökken arányosan, és 0 K közelében a hőkapacitás is 0-hoz tart. Tehát akárhogy melegíted, egyre könnyebb az anyagnak visszamelegednie, mert egyre kevesebb energia befektetésével képes nagyobb hőmérséklet-változásra. Ha elérné a 0 Kelvint, akkor a fajhő is nullává válna, ami értelmetlen, ez azt jelenti, hogy energia-befektetés nélkül is képes melegedni. Ennek folyománya pedig az, hogy hiába hűtöd, akkor is visszamelegszik, mert 0 Kelvinen akkor is tudna melegedni, ha semmiféle energiát nem kap kívülről.

Ez egy elvi korlát, ami meggátolja, hogy a 0 Kelvint elérd, noha az elmélet megengedi, hogy tetszőleges mértékben megközelítsd az abszolút 0-t. Szóval 0 K-hez nagyon-nagyon-nagyon közeli hőmérséklet lehetséges.