Jaką temperaturę ma próżnia?

Jaka jest temperatura próżni, skoro nie ma w niej cząstek? Czy istnieje w naturze zero absolutne? Czy istnieje idealna próżnia?

Temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek. A co, jeżeli tych cząsteczek nie ma? W takim przypadku pojęcie temperatury traci fizyczny sens! Zatem w idealnej próżni pojęcie temperatury nie ma sensu fizycznego.

Jednakże czy istnieje idealna próżnia? Próżnia absolutna to stan, w którym da się określić obszar przestrzeni, w którym nie ma żadnych cząstek obdarzonych masą. Takiej próżni w przyrodzie nie ma i nie da się jej uzyskać w laboratorium. Najlepsze przybliżenie próżni w przyrodzie to kolejno według malejących gęstości: przestrzeń międzyplanetarna, międzygwiazdowa i międzygalaktyczna. W przestrzeni kosmicznej z dala od ciał niebieskich na 1 cm³ przypada 1-5 atomów. W przyrodzie próżnia absolutna nie istnieje.

Cały kosmos wypełnia promieniowanie reliktowe (promieniowanie tła), które zgodnie z teorią wielkiego wybuchu wypełnia cały Wszechświat. Temperatura tego promieniowania wynosi około trzech kelwinów.

Jest jeszcze jeden ciekawy aspekt pomiaru temperatury w kosmosie. Materia wypełniająca kosmos nie znajduje się w stanie równowagi termodynamicznej. Mówienie więc o temperaturze w tym przypadku musi przychodzić ze szczególną ostrożnością.

Załóżmy jednak, że chcemy zmierzyć temperaturę prawie idealnej próżni i jest zachowana równowaga termodynamiczna w układzie. Skoro temperatura jest związana z energią kinetyczną cząstek, to jaka ona będzie, gdy całkowicie zaniknie ruch cieplny cząsteczek tego gazu? Zgodnie z mechaniką klasyczną i kinetyczną interpretacją temperatury temperatura takiego gazu powinna osiągać zero bezwzględne. Tak jednak nie jest. Gdy energie kinetyczne cząsteczek stają się bardzo małe, zaczynają istotną rolę odgrywać zjawiska kwantowe. Przy zbliżaniu się do zera bezwzględnego energie cząstek są skwantowane i osiągają pewną minimalną, stałą wartość, ale nie zerową.

Ostatnio opublikowane w Pytajniku

Krokodyle łzy - czy krokodyl płacze?

Czy krokodyle płaczą? Co to znaczy wylewać krokodyle łzy? Co to wszystko ma wspólnego ze szczerością?

Indyki — czego o nich nie wiecie?

Indyki są znane przede wszystkim jako ptaki hodowlane. Czy można je spotkać w naturze?

Piranie — mit czy rzeczywistość?

Piranie uchodzą za wyjątkowo krwiożercze ryby rodem z horrorów. Czy rzeczywiście piranie są na tyle niebezpieczne, by zagrozić człowiekowi?

Zobacz więcej

Przeglądaj wszystkie artykuły dotyczące ciekawostek ze świata nauki.

Zobacz też

Temperatura

Temperatura jest to jedna z podstawowych wielkości fizycznych, która jest określana dla stanów równowagi termodynamicznej. Ciała znajdują się w równowadze termodynamicznej jeżeli mają takie same temperatury.

Ciśnienie gazu

Jeżeli przeanalizujemy zachowanie się cząsteczek gazu doskonałego w zamkniętym naczyniu, to możemy w dość prosty sposób wyprowadzić wzór na ciśnienie, jakie wywierają cząsteczki tego gazu na ścianki naczynia.

Termodynamika

Termodynamika jest nauką o cieple. Zajmuje się z makroskopowego punktu widzenia badaniem zjawisk cieplnych i innych procesów, które są związane z przemianą energii.