Logo Media Nauka

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 próżni
© inspirar - stock.adobe.com

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 zatem 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.


© medianauka.pl, 2019-10-19, ART-3700

 




Ostatnio opublikowane w Pytajniku ...

Dlaczego ptaki lecą w kluczu?
Dlaczego ptaki lecą w kluczu?

W stadach duże ptaki na długich dystansach tworzą w locie szyk klucza w kształcie litery V. Dlaczego tak się dzieje?

Czy można spowolnić fotony?
Czy można spowolnić fotony?

Fotony są składnikiem światła. Wiemy że poruszają się ze stałą prędkością światła, która jest uniwersalną stałą fizyczną. Czy istnieje możliwość spowolnienia fotonów?

Czy jesteśmy w centrum Wszechświata?
Czy jesteśmy w centrum Wszechświata?

Z prawa Hubble'a wynika, że wszystkie galaktyki oddalają się od nas i to tym szybciej, im dalej się od nas znajdują. Czy to oznacza, że znajdujemy się w centrum Wszechświata?



Zobacz też

TemperaturaTemperatura
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 gazuCiśnienie 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.
TermodynamikaTermodynamika
Termodynamika jest nauką o cieple. Zajmuje się z makroskopowego punktu widzenia badaniem zjawisk cieplnych i innych procesów, które są związane z przemianą energii.
Niektóre treści nie są dostosowane do Twojego profilu. Jeżeli jesteś pełnoletni możesz wyrazić zgodę na przetwarzanie swoich danych osobowych. W ten sposób będziesz miał także wpływ na rozwój naszego serwisu.
© Media Nauka 2008-2019 r.