صفر مطلق
صفر مطلق
گفته می شود دماهای پائینتر از صفر مطلق در واقع «سردتر» از صفر مطلق نیستند، بلکه «داغتر» از دماهای بی نهایتند! یعنی نمودار آن به صورت سایکلیک است؛ کسی می تواند موضوع را بیشتر شرح دهد؟
شما دسترسی جهت مشاهده فایل پیوست این پست را ندارید.
ایران تبدیل شده به واحه ای دانشگاهی در میان یک برهوت صنعتی
-
نام: هومن خدایاری
محل اقامت: تهران
عضویت : سهشنبه ۱۳۹۱/۲/۱۹ - ۲۱:۰۳
پست: 322-
سپاس: 62
- جنسیت:
تماس:
Re: صفر مطلق
ایا سندی برای این تئوری دارید در کدوم مجله علمی تائید شده؟ما که نشنیده بودیم.راستی صفر کلوین دمای غایی طبیعته از اون پایین تر نمیشه رفت!
Re: صفر مطلق
نه نمیشه!!!
شاید فقط یه فرضیست
وگرنه من که اصلا نشنیدم!
شاید فقط یه فرضیست
وگرنه من که اصلا نشنیدم!
_به نورنگاه كن ..............سايه ها پشت سرت خواهند بود.
_جادو یک فریب است...همچون زندگی!
_آدم ها ازارتفاع می ترسند
چون میدانند چیزی ته وجودشان می گوید بپر!!
_جادو یک فریب است...همچون زندگی!
_آدم ها ازارتفاع می ترسند
چون میدانند چیزی ته وجودشان می گوید بپر!!
Re: صفر مطلق
خیلی ممنون از توجه کاربران؛ مطلب را در فصل دما و در پاورقی صفحه 139 کتاب فیزیک جلد دوم (دیوید هالیدی- رابرت رزنیک)، ترجمه نعمت الله گلستانیان، محمود بهار؛ چاپ ششم، مرکز نشر دانشگاهی دیده ام دقیقا به این مضمون:
تدارک سیستمهائی که دارای دماهای کلوین منفی باشند امکان دارد. عجیب است که چنین دماهائی با گذشتن از صفر کلوین به دست نمی آیند بلکه با عبور از دماهای بی نهایت حاصل می شوند. یعنی دماهای منفی «سردتر» از صفر مطلق نیستند، بلکه در عوض «گرمتر» از دماهای بی نهایت اند. رجوع کنید به
Science by Degrees , by costle, Emmerich , Heikes , Miller, and Rayne, published by Walker and Company, New York, 1965
- اگرچه به دماهائی در حد ده به توان منفی شش کلوین دست یافته شده لکن - صفر مطلق از نظر تجربی غیر قابل وصول مانده است.
تدارک سیستمهائی که دارای دماهای کلوین منفی باشند امکان دارد. عجیب است که چنین دماهائی با گذشتن از صفر کلوین به دست نمی آیند بلکه با عبور از دماهای بی نهایت حاصل می شوند. یعنی دماهای منفی «سردتر» از صفر مطلق نیستند، بلکه در عوض «گرمتر» از دماهای بی نهایت اند. رجوع کنید به
Science by Degrees , by costle, Emmerich , Heikes , Miller, and Rayne, published by Walker and Company, New York, 1965
- اگرچه به دماهائی در حد ده به توان منفی شش کلوین دست یافته شده لکن - صفر مطلق از نظر تجربی غیر قابل وصول مانده است.
ایران تبدیل شده به واحه ای دانشگاهی در میان یک برهوت صنعتی
Re: صفر مطلق
تو کتاب ترمودینامیک زیمانسکی، فصل نوزده، یه قسمت به دماهای منفی کلوین اختصاص داره.
اما زیادی پیشرفتس.
قبلش باید کل کتاب رو بخونید.
اما زیادی پیشرفتس.
قبلش باید کل کتاب رو بخونید.
علم×دین=انسان
وَ مَنْ أَحْيَاهَا فَكَأَنَّمَا أَحْيَا النَّاس جَمِيعاً
و هر کس نفسی را حیات بخشد مثل آن است که همه مردم را حیات بخشیده.
سوره مبارکه المائدة آیه32
Re: صفر مطلق
اصولا ما نمیتونیم، صفر ِ کلوین داشته باشیم. چون ما نمیتونیم با یه تعداد فرایند ِ متناهی به صفر کلوین برسیم. و نامتناهی بودن ِ فرایند ها هم یعنی نقض عدم ِ قطعیت.
خب الآن ممکنه بگید که پس منفی ِ کلوین هم نمیتونیم داشته باشیم. چون برای ِ رسیدن به منفی ِ کلوین باید اول از صفر ِ کلوین بگذریم که نمیشه.
ولی اینطوری نیست. چون برای ِ رسیدن به منفی ِ کلوین لازم نیست، لزوما از صفر کلوین بگذرید.
طبق ِ توزیع ِ بولتزمان داریم:
حالا تعداد ِ حالات و تابع پارش و تعداد ذرات که مهم نیست، پس:
و برای ِ دو سطح از انرژی این رابطه رو مینویسیم که میشه:
( فرض کنید E2 و کلا عبارت های دارای ِ اندیس ِ 2 مال ِ سطح انرژی بالاتره!)
پس از رابطه بالا ln میگیریم:
پس میشه:
حالا، تعداد ِ ذرات در سطح ِ انرژی پایین، بیشتر از تعداد ِ ذرات در سطح انرژی بالاست، پس:
پس:
پس میبینیم که دما مثبت میشه، زیرا تقسیم ِ دو تا عدد ِ منفی هست.
حالا اگر انرژی بدیم به سیستم چی میشه؟
مسلما ( بدیهتا) تعداد ِ ذرات ِ سطح بالاتر بیشتر میشه و تعداد ِ ذرات ِ دارای سطح ِ انرژی پایین تر کم میشه.
پس نسبت
زیاد میشه، و اندازه ِ ln اون کم میشه، یعنی دما زیاد میشه.
بعد همینجوری که تعداد ِ ذرات ِ دارای انرژی ِ سطح بالا، بیشتر میشه، بلاخره، به یه جایی میرسیم که این دو تا با هم برابر میشن. یعنی ln اون تقسیم 0 میشه. و یعنی دما بی نهایت میشه.
و اینجا دمای ِ بینهایته. حالا اگه بازم انرژی بدیم چی میشه؟
از 1 بیشتر میشه، یعنی ln اش مثبت میشه، و یعنی دما منفی میشه.
یعنی دمای منفی وقتی اتفاق میفته که تعداد ِ ذرات ِ دارای انرژی سطح بالا، از تعداد ِ ذرات ِ دارای سطح ِ پایین انرژی بیشتر بشن.
پس یعنی چی؟
یعنی ما برای رسیدن به دمای منفی ِ کلوین، باید اول به دمای ِ بی نهایت برسیم تا بازم با افزایش انرژی، دما رو به منفی کلوین برسونیم.
پس دمای -3k از دمای ِ 0k کمتر/ سردتر نیست. بلکه برای ِ رسیدن به اون انرژی ِ زیادی لازمه.
خب الآن ممکنه بگید که پس منفی ِ کلوین هم نمیتونیم داشته باشیم. چون برای ِ رسیدن به منفی ِ کلوین باید اول از صفر ِ کلوین بگذریم که نمیشه.
ولی اینطوری نیست. چون برای ِ رسیدن به منفی ِ کلوین لازم نیست، لزوما از صفر کلوین بگذرید.
طبق ِ توزیع ِ بولتزمان داریم:
حالا تعداد ِ حالات و تابع پارش و تعداد ذرات که مهم نیست، پس:
و برای ِ دو سطح از انرژی این رابطه رو مینویسیم که میشه:
( فرض کنید E2 و کلا عبارت های دارای ِ اندیس ِ 2 مال ِ سطح انرژی بالاتره!)
پس از رابطه بالا ln میگیریم:
پس میشه:
حالا، تعداد ِ ذرات در سطح ِ انرژی پایین، بیشتر از تعداد ِ ذرات در سطح انرژی بالاست، پس:
پس:
پس میبینیم که دما مثبت میشه، زیرا تقسیم ِ دو تا عدد ِ منفی هست.
حالا اگر انرژی بدیم به سیستم چی میشه؟
مسلما ( بدیهتا) تعداد ِ ذرات ِ سطح بالاتر بیشتر میشه و تعداد ِ ذرات ِ دارای سطح ِ انرژی پایین تر کم میشه.
پس نسبت
زیاد میشه، و اندازه ِ ln اون کم میشه، یعنی دما زیاد میشه.
بعد همینجوری که تعداد ِ ذرات ِ دارای انرژی ِ سطح بالا، بیشتر میشه، بلاخره، به یه جایی میرسیم که این دو تا با هم برابر میشن. یعنی ln اون تقسیم 0 میشه. و یعنی دما بی نهایت میشه.
و اینجا دمای ِ بینهایته. حالا اگه بازم انرژی بدیم چی میشه؟
از 1 بیشتر میشه، یعنی ln اش مثبت میشه، و یعنی دما منفی میشه.
یعنی دمای منفی وقتی اتفاق میفته که تعداد ِ ذرات ِ دارای انرژی سطح بالا، از تعداد ِ ذرات ِ دارای سطح ِ پایین انرژی بیشتر بشن.
پس یعنی چی؟
یعنی ما برای رسیدن به دمای منفی ِ کلوین، باید اول به دمای ِ بی نهایت برسیم تا بازم با افزایش انرژی، دما رو به منفی کلوین برسونیم.
پس دمای -3k از دمای ِ 0k کمتر/ سردتر نیست. بلکه برای ِ رسیدن به اون انرژی ِ زیادی لازمه.
دوای درد عاشق را کسی کو سهل پندارد
ز فکر آنان که در تدبیر درمانند در مانند
ز فکر آنان که در تدبیر درمانند در مانند
Re: صفر مطلق
Cartouche نوشته شده:اصولا ما نمیتونیم، صفر ِ کلوین داشته باشیم. چون ما نمیتونیم با یه تعداد فرایند ِ متناهی به صفر کلوین برسیم. و نامتناهی بودن ِ فرایند ها هم یعنی نقض عدم ِ قطعیت.
خب الآن ممکنه بگید که پس منفی ِ کلوین هم نمیتونیم داشته باشیم. چون برای ِ رسیدن به منفی ِ کلوین باید اول از صفر ِ کلوین بگذریم که نمیشه.
ولی اینطوری نیست. چون برای ِ رسیدن به منفی ِ کلوین لازم نیست، لزوما از صفر کلوین بگذرید.
طبق ِ توزیع ِ بولتزمان داریم:
[tex]\frac{N_i}{N}=\frac{g_i e^{\frac{-E_i}{k_B T}}}{Z_T}[/tex]
حالا تعداد ِ حالات و تابع پارش و تعداد ذرات که مهم نیست، پس:
و برای ِ دو سطح از انرژی این رابطه رو مینویسیم که میشه:
[tex]\frac{N_2}{N_1}= e^{\frac{-(E_2 -E_1)}{k_B T}}[/tex]
( فرض کنید E2 و کلا عبارت های دارای ِ اندیس ِ 2 مال ِ سطح انرژی بالاتره!)
پس از رابطه بالا ln میگیریم:
پس میشه:
[tex]T=\frac{-(E_2-E_1 )}{k_B ln (\frac{N_2}{N_1})}[/tex]
حالا، تعداد ِ ذرات در سطح ِ انرژی پایین، بیشتر از تعداد ِ ذرات در سطح انرژی بالاست، پس:
[tex]\frac{N_2}{N_1}<1[/tex]
پس:
[tex]ln (\frac{N_2}{N_1})<0[/tex]
پس میبینیم که دما مثبت میشه، زیرا تقسیم ِ دو تا عدد ِ منفی هست.
حالا اگر انرژی بدیم به سیستم چی میشه؟
مسلما ( بدیهتا) تعداد ِ ذرات ِ سطح بالاتر بیشتر میشه و تعداد ِ ذرات ِ دارای سطح ِ انرژی پایین تر کم میشه.
پس نسبت [tex]\frac{N_2}{N_1}<1[/tex] زیاد میشه، و اندازه ِ ln اون کم میشه، یعنی دما زیاد میشه.
بعد همینجوری که تعداد ِ ذرات ِ دارای انرژی ِ سطح بالا، بیشتر میشه، بلاخره، به یه جایی میرسیم که این دو تا با هم برابر میشن. یعنی ln اون تقسیم 0 میشه. و یعنی دما بی نهایت میشه.
و اینجا دمای ِ بینهایته. حالا اگه بازم انرژی بدیم چی میشه؟ [tex]\frac{N_2}{N_1}<1[/tex] از 1 بیشتر میشه، یعنی ln اش مثبت میشه، و یعنی دما منفی میشه.
یعنی دمای منفی وقتی اتفاق میفته که تعداد ِ ذرات ِ دارای انرژی سطح بالا، از تعداد ِ ذرات ِ دارای سطح ِ پایین انرژی بیشتر بشن.
پس یعنی چی؟
یعنی ما برای رسیدن به دمای منفی ِ کلوین، باید اول به دمای ِ بی نهایت برسیم تا بازم با افزایش انرژی، دما رو به منفی کلوین برسونیم.
پس دمای -3k از دمای ِ 0k کمتر/ سردتر نیست. بلکه برای ِ رسیدن به اون انرژی ِ زیادی لازمه.
ممنون به خاطر این جواب کامل
با توجه به چبزی که نوشتید همونطور که نوآور هم گفتند روند سایکلیک هست. یعنی اگه بازم انرژی بدیم مخرج بزرگ میشه تا دوباره به صفر مطلق برسیم. در این صورت سیستم خیلی انرژی داره. پس جنبش ذرات هم خیلی زیاده .چطور میتونیم بگیم که با این شرایط سیستم توی صفر مطلقه؟
فرقی نمی کند گودال کوچک آبی باشی یا دریایی بیکران
زلال که باشی
آسمان در توست!
Re: صفر مطلق
آرژنا نوشته شده:ممنون به خاطر این جواب کامل
با توجه به چبزی که نوشتید همونطور که نوآور هم گفتند روند سایکلیک هست. یعنی اگه بازم انرژی بدیم مخرج بزرگ میشه تا دوباره به صفر مطلق برسیم. در این صورت سیستم خیلی انرژی داره. پس جنبش ذرات هم خیلی زیاده .چطور میتونیم بگیم که با این شرایط سیستم توی صفر مطلقه؟
نه این اتفاق نمیفته، بار دیگه به روابطی که نوشتم توجه کنید، با افزایش N2 دما از منفی ِ بینهایت شروع به زیاد شدن میکند، (اندازه اش کم میشود) و همینطور زیاد میشه تا به صفر کلوین برسه. اما هیچوقت به صفر کلوین نمیرسه چون برای این اتفاق باید ln(N2/N1) بی نهایت بشه (در مخرج ِ عبارت دماست) یعنی باید N2 بیکران شود که نیازمند بی کران تا فرایند است که با عدم قطعیت در تضاده.
اگر رابطه ای که برای دما نوشتم رو برای خودتون تحلیل کنید، دقیقا متوجه میشید که با افزایش N2 چه اتفاقی میفته.
اول N2 کمتر از N1 است و دما مثلن 300K است، بعد با افزایش سطح انرژی ذرات، به تدریج دما زیاد میشه تا جایی که N2=N1 میشه و دما میشه مثبت بی نهایت، بعد وقتی ذره ای هم بیشتر بشه دما میشه منفی بی نهایت و همنطور زیاد میشه مثلا 400K- ، بعد مثلن 10K- و همینطور کم تر و کم تر میشه ولی هیچ وقت به 0- نمیرسه.
در واقع حد پایین دما 0+ و حد بالای دما 0- است. منظور از مثبت و منفی اینه که از راست و چپ نزدیک میشیم.
اون سیکلی که دوستان کشیدند دقیقن رفتار بالا رو توضیح نمیده. واسه همین باعث بدبرداشتی شد.
این اتفاق به این دلیل است که دما طبق تعریفی که داره دقیقن معیار خوبی برای بیان انرژی درونی نیست! چون اگرچه همیشه نسبت به تغییرات انرژی صعودیست اما، یک جا یک ناپیوستگی بزرگ داره!
دوای درد عاشق را کسی کو سهل پندارد
ز فکر آنان که در تدبیر درمانند در مانند
ز فکر آنان که در تدبیر درمانند در مانند
Re: صفر مطلق
چرا بیکران بودن تعداد فرآیند ها با عدم قطعیت در تضاده؟
فرقی نمی کند گودال کوچک آبی باشی یا دریایی بیکران
زلال که باشی
آسمان در توست!