Ha a hőmérsékletet az abszolút nullához képest mérjük, akkor a hőmérséklet abszolút hőmérséklet; az abszolút nulla 0.

A legszélesebb körben használt abszolút hőmérsékleti skála a Kelvin, nagy K-val szimbolizálva, amely Celsius-skálázott fokokat használ (van egy másik is, a Rankine, amely a Fahrenheit-skálával rokon). A hőmérsékleteket kelvinben írjuk a fokjel nélkül; az abszolút nulla 0 K.

Az abszolút hőmérséklet másik elnevezése a termodinamikai hőmérséklet. Miért? Mert az abszolút hőmérséklet közvetlenül kapcsolódik a termodinamikához; valójában a termodinamika Zeroth törvénye vezet a (termodinamikai) hőmérséklet (formális) meghatározásához.

Gyakorlatilag egy tárgy (vagy hasonló, például egy léggömbben lévő gáz) hőmérséklete a benne lévő anyag részecskéinek (atomok, molekulák stb.) mozgási energiáját méri … átlagos értelemben és makroszkopikusan. Vegyük észre, hogy az anyagtömböknek sokkal több energiájuk van, mint a tömbben lévő atomok kinetikus energiája – ott van az energia, amely az atomokat molekulákban tartja össze (ha vannak ilyenek), az atommagok kötési energiája (kivéve, ha a blog tiszta hidrogén, deutérium nélkül), és így tovább; ezek közül az energiák közül egyik sem számít bele a tömb hőmérsékletébe.

Az ember azt gondolná, hogy az abszolút nullánál egy anyag a lehető legalacsonyabb energiaállapotban van, különösen, ha tiszta vegyület (vagy izotóposan tiszta elem). Nos, ez nem egészen ilyen egyszerű … ha eltekintünk a nullponti energiától (ami a kvantummechanikából kiindulva eléggé ellentmondásos), akkor ott van az a tény, hogy sok szilárd anyagnak több különböző, stabil kristályszerkezete van (még 0 K-en is), de csak egy minimális energiájú. Aztán ott van a hélium, amely 0 K-en folyékony (egy anyag szilárd fázisának kisebb az energiája, mint a megfelelő folyékony fázisnak), kivéve, ha nyomás alatt van.

A kelvin a Nemzetközi Egységrendszer (SI) egyik alapegysége (ebből hét van), és a víz hármaspontjára vonatkoztatva van meghatározva (“A kelvin, a termodinamikai hőmérséklet egysége, az 1/273 töredéke.16 hányadosa a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének” – ez az 1967/8-as definíció; a jelenlegi – 2005-ben elfogadott – definíció ezt kibővíti az izotróp eltérések figyelembevételével).

Miért hívják kelvinnek? Mert William Thompson – Lord Kelvin – volt az első, aki 1848-ban írt tanulmányában leírta az abszolút hőmérsékleti skálát; ő becsülte meg az abszolút nullpontot is -273o C-ra.

A Project Skymath-nak van egy szép bevezetője az abszolút hőmérsékletről.

Egy Universe Today anyag, amit érdekesnek találhat: Abszolút Nulla, a valaha létrehozott leghidegebb hőmérséklet és a Planck-féle első fény.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.