سوالي در باره ي صفر كلوين

مدیران انجمن: parse, javad123javad

نمایه کاربر
COSMOLOGIST

نام: محمد میرزایی

محل اقامت: تهران - شیراز

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۸۵/۷/۱۸ - ۱۵:۳۷


پست: 4983

سپاس: 153

جنسیت:

تماس:

پست توسط COSMOLOGIST »

اولا كه من شكل رو نميبينم به خاطر آنتي ويروسمه و دوم اينكه اون حجم مينيمم نميتونه منفي باشه . چون قانون 3 ترمو نقض ميشه .

طاهاشریف‌ زندیه

نام: طاها شریف‌زندیه

عضویت : یک‌شنبه ۱۴۰۱/۱۱/۲۳ - ۰۸:۱۳


پست: 1



Re: سوالي در باره ي صفر كلوين ........؟

پست توسط طاهاشریف‌ زندیه »

درود دوستان وقتتون بخیر
در یک محیط تانسوری دما میتونه به مثبت یا منفی بی‌نهایت میل کنه و نقطه صفر وابسطه به مبدا مورد استفاده ما متفاوت هست.موید باشید.
۸۶-۴۰۱

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: سوالی درباره‌ی صفر كلوين

پست توسط rohamavation »

بزار اینطور بگم دما با حرکت آشفته ذرات آن تعیین میشه. هر چه دما پایین تر باشه ذرات کندتر حرکت می کنند. اما کلوین منفی چیزی نداره..در دمای صفر کلوین ذرات از حرکت می ایستند و همه بی نظمی ها از بین میره. بنابراین، هیچ چیز نمیتونه سردتر از صفر مطلق در مقیاس کلوین باشد طبق قانون سوم ترمو وقتی نمودار را به 273.15- درجه سانتیگراد برون یابی می کنیم، حجم تا حدودی به صفر کاهش می یابد. و چون که هیچ قطعه ای از ماده نمی تواند حجم صفر را اشغال کنه از نمودار قانون چارلز بسیار واضحه که رسیدن به دمای کلوین صفر ممکن نیستش..اگه استدلال شما گاز ایده ال بر اساس قانون گاز ایده آل است و چیزی به نام گاز ایده آل وجود نداره به خصوص نه نزدیک به صفر مطلق.سپس، در تئوری، با نزدیک شدن دما به کلوین مطلق زمانی که حرکت در همه مواد متوقف میشه حجم گاز باید تقریباً نزدیک به 0 باشد.شما دوست گرامی این حالت گاز را چگونه توصیف می کنید؟ اصلا گاز هست؟ این گاز چه تفاوتی با یک جامد داره؟با نزدیک شدن دما به صفر مطلق ماده ای که زمانی در حالت گاز بود، دیگر در آن حالت نیست. با کاهش مداوم دما، اثرات مکانیکی کوانتومی بیشتر و بیشتر غالب میشن . شما باید درک کلاسیک از رفتار گازها را کنار بگذاریندیگه میشه کوانتومی. آنها به سادگی در چنین دماهای پایین اعمال نمیشن. همانطور که گفم ادعای قانون چارلز مبنی بر اینکه ماده (که زمانی حجم محدودی داشت) حجم صفر در صفر مطلق داردکاملا غلطه نه فقط این، حرکت متوقف نمی شود و نه تمام انرژی سیستم گرفته می شود. یک سیستم در صفر مطلق هنوز دارای مقداری انرژیه که به عنوان انرژی نقطه صفر شناخته میشه
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ بیان می کنه که تولید عدم قطعیت در تکانه و موقعیت ذره باید بیشتر از یک مقدار خاص باشه
$\Delta p \Delta x \ge \frac{h}{4\pi}$
جایی که p تکانه ذره، x است موقعیت ذره و h است ثابت پلانک است.
بنابراین، ذرات باید کمی لرزش داشته باشند. اگر ذرات بی حرکت بودند موقعیت و همچنین تکانه صفرمیشد که نقض مستقیم اصل عدم قطعیته.تو ریاضی بینهایت داریم بازم برای سیستم هایی که آنتروپی S تابعی از انرژی E است، دمای T را می توان به عنوان تعریف کرد$\frac1T=\frac{dS}{dE}$برای سیستم در تعادل حرارتی، β از +∞ متفاوته برای سیستم های بسیار سرد تا 0 سیستم های بسیار داغ سوال شما را می توان به صورت مجدد بیان کردچه دلیلی بر عدم سردی بالای +∞ وجود داره که بدیهی به نظر میرسه
در واقع دما به این صورت تعریف میشه$\frac{1}{T} = \frac{\partial S}{\partial E} = \frac{k_B}{\Omega}\frac{\partial\Omega}{\partial E}$بنابراین برای اینکه دمای صفر داشته باشید به سیستمی با تعدد صفر نیاز دارید که به طور تعریف نمی توانید داشته باشید یا مشتق نامتناهی$\frac{1}{T} = \frac{\partial S}{\partial E} = \frac{k_B}{\Omega}\frac{\partial\Omega}{\partial E}$
هر چند خود کثرت متناهی باشد. از نظر ریاضی، توابعی مانند آن وجود دارند اما تا آنجا که من می‌دانم پیدا نشده‌اند که در فیزیک به وجود بیایند.سوال بعدی در مورد سردی زیر 0 است. پاسخ کوتاه این است: همانطور که در این سوال بحث شد آنها در سیستم غیرتعادلی وجود دارند. آنها از نظر منطقی گرمتر از سیستم های در حالت تعادل هستند (با β>0). از جمله آن سیستم ها β می تواند هر مقدار واقعی را بگیره با سیستم های داغتر مربوط به β کوچکتر. این البته برای دمای T∝1β نیز درسته ، اما این واقعیته که هر سیستم با T<0 گرمتر از هر سیستمی با T>0 است
دمای ترمودینامیکی هر مقدار جرمی از یک ماده (مقدار آماری قابل توجهی از ذرات) به طور مستقیم با میانگین انرژی جنبشی یک نوع خاص از حرکت ذره که به عنوان حرکت انتقالی شناخته میشه، متناسبه این حرکات ساده در سه بعد محور X، Y و Z فضا به این معنی که ذرات در سه درجه آزادی فضایی حرکت می کنند. این شکل خاص از انرژی جنبشی به عنوان دمای جنبشی میگیم حرکت انتقالی فقط یکی از اشکال انرژی گرماییه و چیزیه که به گازها نه تنها دمای آنها، بلکه فشار و اکثریت قریب به اتفاق حجم آنها را میده . این رابطه بین دما، فشار و حجم گازها با فرمول قانون گاز ایده آل pV = nRT ایجاد می شود و در قوانین گاز تجسم میکنه
اگرچه انرژی جنبشی متحمل شده به طور انحصاری در سه درجه آزادی انتقالی شامل دمای ترمودینامیکی یک ماده هستش مولکول‌ها، میتونن درجات آزادی دیگری داشته باشن که همه آنها در سه دسته قرار دارن طول پیوند، زاویه پیوند، و چرخشی. هر سه دسته اضافی لزوماً برای همه مولکول‌ها در دسترس نیستند و حتی برای مولکول‌هایی که می‌توانند هر سه را داشته می‌توان برخی از آنها را در زیر یک دمای معین منجمد کرد. با این وجود، تمام درجات آزادی که تحت مجموعه ای از شرایط خاص برای مولکول ها در دسترسه به ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده کمک میکنه. یعنی مقدار گرما (انرژی جنبشی) مورد نیاز برای بالا بردن مقدار معینی از ماده را یک کلوین یا یک درجه سانتیگراد افزایش می دهند.دمای مطلق متقابل ترمودینامیکی β است، سردی:$\beta = \frac{1}{k_BT}.$
بنابراین پاسخ کوتاه این است که T=0 پایین ترین دما است زیرا یک سیستم نمی تواند β داشته باشد بالاتر از بی نهایت
می شود کمی بیشتر گفت. β ترمودینامیکی مشتق لگاریتمی تعدد Ω است (تعداد حالت های قابل دسترسی یک سیستم) با توجه به انرژی داخلی:$\beta = \frac{1}{\Omega} \frac{{\rm d}\Omega}{{\rm d}E},$
یا $1/k_B$ برابر مشتق آنتروپی $S=k_B \ln \Omega$ که همان چیزی است.یک سیستم زمانی سردترین است که در حالت اولیه خود باشد. سپس Ω=1 و آنتروپی S=0. جایی است که تغییر نسبی Ω با انرژی بزرگترین است. شیب S به عنوان تابعی از انرژی در آنجا شیب دارترین است. در سیستم های ماکروسکوپی، متقابل β اساساً در حالت پایه صفر است.از طریق تعریف آماری دما به عنوان تابعی از آنتروپی، تابع سردی را می توان در مجموعه میکروکانونیکال از فرمول محاسبه کرد.${\displaystyle \beta ={\frac {1}{k_{\rm {B}}T}}\,={\frac {1}{k_{\rm {B}}}}\left({\frac {\partial S}{\partial E}}\right)_{V,N}}$
تصویر

ارسال پست