پرسش

ایا ما تاكنون تونسته ایم دمای صفر مطلق را اندازه گیری كنیم ؟اگر نه به چه دمایی رسیده ایم؟
در دمای صفر مطلقچه اتفاقی می افتد؟(با توضیح مفهوم آن)

پاسخ

با عرض سلام خدمت شما کاربر گرامی:


قانون سوم ترمودینامیك بیان می كند كه دسترسی به صفر مطلق امكان ناپذیر است و ما هرگز نمی توانیم به صفر مطلق برسیم. در عمل نیز همین طور است. هنوز دانشمندان نتوانسته اند به دمای صفر مطلق یا 273- درجه سانتیگراد برسند.
علت آن هم این است که دمای یک جسم در واقع میزانی از حرکت حنبشی ذرات آن جسم است. بر اساس قانون فوق هرگز نمی توان حرکتهای جنبشی ذرات تشکیل دهنده ی یک جسم را به صفر رساند. این حرکات، تمام انواع حرکتهای انتقالی، دورانی و ارتعاشی را شامل می شود. ممکن است با سرد کردن یک جسم بتوان حرکتهای انتقالی جسم را به شدت تقلیل داد، امانمی توان حرکات ارتعاشی ذرات را به صفر رساند. درنتیجه نمی توان به صفر مطلق دست یافت. مفهوم صفر مطلق نیز همین است یعنی ماده را به حالتی برسانیم که دیگر هیچ نوع جنبش و حرکتی اعم از حرکتهای انتقالی، دورانی، چرخشی و ارتعاشی نداشته باشد در این حالت به دمای صفر مطلق می رسد و همانطور که گفته شد چنین چیزی ممکن نیست.
اما می توان شرایطی فراهم كرد كه به نزدیكی های صفر مطلق رسید و دانشمندان با این روش ها به دمای۴درجه كلوین رسیده اند.

با استفاده از گاز هلیم می‌توان به نزدیكی صفر كلوین دست یافت. به این ترتیب كه گاز هلیم را در فشار بسیار زیاد در كپسولهای خاصی مایع می‌كنند، سپس در محفظه‌ای كه می‌خواهند دمای آن را كاهش دهند، هلیم مایع‌شده را رها می‌كنند. از آنجا كه هلیم تمایل به رسیدن به حداكثر بی‌نظمی یا همان افزایش انتروپی دارد، به وسیله‌ی جذب گرمای محیط، به گاز تبدیل و به حداكثر بی‌نظمی می‌رسد. این عمل را چندین بار تكرار می‌كنند، تا دمای مورد نظر بدست آید.
با این روش می توان به ۴ درجه ی کلوین رسید.
اما با استفاده از گازهای مبرد متداول مانند آنها که در یخچالها به کار می رود است باید بگویم که:

با استفاده از این مبردها می توان دمای سرمازاها را تا دمای حدود ۶۰- پایین آورد.

گازهای مبرد که قبلاً متداول بود، کلروفلوروکربنها CFC بود که امروزه ثابت شده است که باعث نابودی لایه ی اوزون می شوند و امروزه جایگزینهایی برای آن یافته اند.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی می توان همه ی دستگاهها و از جمله مبردها را در ابعاد بسیار کوچک نیز ساخت.



پیروز و سربلند باشید.