Perchè non si può raggiungere lo zero assoluto? (urgente :( )

8310 · 12-09-2006, 12:31

Salve,
domani ho l'esame di fisica tecnica.....dopo uno studio lungo e attento, tuttavia, non sono riuscito a dare una risposta rigorosa alla domanda "perchè non si può raggiungere lo zero assoluto?"
Penso che le strade per rispondere siano diverse ma la strada migliore secondo me è il principio dell'aumento dell'entropia; ma il mio problema è che la risposta deve essere la più rigorosa possibile!Non basta dire secondo me "perchè altrimenti il calore potrebbe fluire nel verso delle temperature crescenti spontaneamente"....e non andrebbe bene neanche roba filosofica né risposte del tipo "la materia non esisterebbe", "gli elettroni avrebbero energia cinetica nulla", "succederebbero cose strane" etc...insomma, rispondere solo ed esclusivamente con la termodinamica....
Voi come rispondereste?Aiutatemi, domani ho l'esame e sono in crisi profonda per questa faccenda....

only80 · 12-09-2006, 12:33

perche i numerui sono infiniti ci potremmo solo avvicinare moltissimo ma mai raggiungerlo 273,14999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999
9999999999999999999999999999999999999999999999999 ma non lo potremo mai raggiungere

8310 · 12-09-2006, 12:35

Quote:

Originariamente inviato da only80

perche i numerui sono infiniti ci potremmo solo avvicinare moltissimo ma mai raggiungerlo 273,14999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999
9999999999999999999999999999999999999999999999999 ma non lo potremo mai raggiungere

scusa ma così nemmeno "Achille piè veloce" potrà mai raggiungere la tartaruga

Eppure la raggiunge

Composition86 · 12-09-2006, 12:46

Forse perchè bisognerebbe disporre ad esempio di un gas ideale.
Io so che è possibile arrivare a determinare sperimentalmente lo 0 assoluto ad esempio con un termometro a gas, diminuendo sempre di più la quantità presente all'interno, cioè arrivando ad una condizione di rarefazione (pressione nulla), che tende alla condizione di gas ideale ma, per ovvi limiti tecnici, non raggiungerà mai.

JackTheReaper · 12-09-2006, 12:49

perchè a quella temperatura la materia stessa non può esistere

Lucrezio · 12-09-2006, 12:53

La risposta viene dalla termodinamica.
Per raffreddare una certa quantità di materia è necessario utilizzare una macchina termica, la quale porta via una certa quantità di calore ad ogni ciclo.
Il problema è che tale quantità di calore dipende dalla temperatura a cui si trova la sostanza stessa: in pratica ogni volta se ne porta via una certa frazione: ne segue che l'andamento temperatura/numero di cicli è esponenziale, del tipo T0(1-e^n); quindi per raggiungere lo zero c'è bisogno di un numero infinito (e quindi irrealizzabile) di cicli.
E questo senza considerare i casini dovuti al comportamento non ideale!

sparagnino · 12-09-2006, 12:59

Se non erro ci sono diverse spiegazioni a questo fatto. Ma non è che me le ricordi tutte...

Io partirei dicendo che il concetto di zero assoluto è un'estensione.
Difatti c'è una cerca legge che mette in ascissa la temp ed in ordinata... Qualcos'altro, forse la pressione. (Boyle?)

Partendo ad una certa pressione, alzando la temperatura, si ha un incremento del volume.

E così via aumentando. Ottiene una bella retta, circa.

Poi per esntesione dici che diminuendo la pressione il volume diminuisce, fino al punto che la retta batte sull'asse X delle temp. Che è il fatidico -273,15 (credo).

E questa è la prima cosa.

La seconda è più semplice ed è termodinamica, forse.

Se la temp è nella allora non esiste moto. Non esistendo moto allora non esiste materia.

Che si dimostri con la seconda legge della termodinamica?
Non lo so.

Lucrezio · 12-09-2006, 13:08

Quote:

Originariamente inviato da sparagnino

Se non erro ci sono diverse spiegazioni a questo fatto. Ma non è che me le ricordi tutte...

Io partirei dicendo che il concetto di zero assoluto è un'estensione.
Difatti c'è una cerca legge che mette in ascissa la temp ed in ordinata... Qualcos'altro, forse la pressione. (Boyle?)

Partendo ad una certa pressione, alzando la temperatura, si ha un incremento del volume.

E così via aumentando. Ottiene una bella retta, circa.

Poi per esntesione dici che diminuendo la pressione il volume diminuisce, fino al punto che la retta batte sull'asse X delle temp. Che è il fatidico -273,15 (credo).

E questa è la prima cosa.

La seconda è più semplice ed è termodinamica, forse.

Se la temp è nella allora non esiste moto. Non esistendo moto allora non esiste materia.

Che si dimostri con la seconda legge della termodinamica?
Non lo so.

In realtà il principio di indeterminazione ti proibisce l'assenza di moto

misterx · 12-09-2006, 13:09

se si ragiona su un diagranmma V/t (volume/temperatura) lo si può spiegare a parole nel modo seguente:

per un gas ideale posto in un recipiente, se diminuisci la temperatura diminuisce di conseguenza il suo volume ma questo, solo sino ad un certo punto. Arrivato in prossimità dello zero assoluto, la materia:

a) è ferma
b) non può estinguersi e sparire nel nulla, resta nel recipiente ed ovviamente, non potendo esistere un volume negativo, ma nemmeno una pressione negativa il fatidico zero assoluto non è raggiungibile in termini assoluti.

A spanne....

p.NiGhTmArE · 12-09-2006, 13:35

c'è anche da dire che si violerebbe il principio di indeterminazione. a 0 K le particelle sono ferme, quindi si conosce la velocità (0); però, proprio perché non c'è moto, la posizione dovrebbe essere nota. ma ciò contraddice il principio di indeterminazione.
(giusto?

)

8310 · 12-09-2006, 13:52

Grazie a tutti per le risposte!
La via più interessante mi sembra quella che punta sul principio di indeterminazione...
ma non c'è un modo per dimostrare che se fosse possibile raggiungero lo 0 (e magari scendere al di sotto!!) allora non varrebbe più il secondo principio della termodinamica??

Lucrezio · 12-09-2006, 14:16

Quote:

Originariamente inviato da 8310

Grazie a tutti per le risposte!
La via più interessante mi sembra quella che punta sul principio di indeterminazione...
ma non c'è un modo per dimostrare che se fosse possibile raggiungero lo 0 (e magari scendere al di sotto!!) allora non varrebbe più il secondo principio della termodinamica??

La via "classica" è quella che ho postato sopra, quantisticamente secondo me (non ne so troppo) si entra in un campo un po' troppo complicato...

8310 · 12-09-2006, 14:24

capisco....a me questa spiegazione basta, spero che eventualmente basti anche a quel folle del mio prof...comunque:

Quote:

Originariamente inviato da 8310

non c'è un modo per dimostrare che se fosse possibile raggiungere lo 0 (e magari scendere al di sotto!!) allora non varrebbe più il secondo principio della termodinamica??

La termodinamica è molto bella ma a volte mi sembra che il gatto si morda la coda....o forse non è colpa del gatto ma sono io che mi faccio domande assurde e non mi accontento delle risposte che trovo

gigio2005 · 12-09-2006, 15:20

Quote:

Originariamente inviato da Lucrezio

La risposta viene dalla termodinamica.
Per raffreddare una certa quantità di materia è necessario utilizzare una macchina termica, la quale porta via una certa quantità di calore ad ogni ciclo.
Il problema è che tale quantità di calore dipende dalla temperatura a cui si trova la sostanza stessa: in pratica ogni volta se ne porta via una certa frazione: ne segue che l'andamento temperatura/numero di cicli è esponenziale, del tipo T0(1-e^n); quindi per raggiungere lo zero c'è bisogno di un numero infinito (e quindi irrealizzabile) di cicli.
E questo senza considerare i casini dovuti al comportamento non ideale!

giusto! lo puoi vedere anche con il fenomeno della demagnetizzazione adiabatica...applicando il 3o principio ovvero sapendo che a T=0 tutte le sostanze hanno UGUALE entropia (che volendo si PUO'...ma non e' detto...annullare)....puoi vedere che non riuscirai mai (infiniti stadi) a raggiungere quel punto.

gigio2005 · 12-09-2006, 15:24

Quote:

Originariamente inviato da sparagnino

Se non erro ci sono diverse spiegazioni a questo fatto. Ma non è che me le ricordi tutte...

Io partirei dicendo che il concetto di zero assoluto è un'estensione.
Difatti c'è una cerca legge che mette in ascissa la temp ed in ordinata... Qualcos'altro, forse la pressione. (Boyle?)

Partendo ad una certa pressione, alzando la temperatura, si ha un incremento del volume.

E così via aumentando. Ottiene una bella retta, circa.

Poi per esntesione dici che diminuendo la pressione il volume diminuisce, fino al punto che la retta batte sull'asse X delle temp. Che è il fatidico -273,15 (credo).

embe'...con cio' dimostri che estrapolando a V=0 risulta T=-273...non che e' impossibile arrivarci

Quote:

Originariamente inviato da sparagnino

E questa è la prima cosa.

La seconda è più semplice ed è termodinamica, forse.

Se la temp è nella allora non esiste moto. Non esistendo moto allora non esiste materia.

8310 · 12-09-2006, 16:59

Ho trovato una risposta alla mia domanda (dopo un pomeriggio profondamente meditabondo) nella dimostrazione della diseguaglianza di Clausius..è un pò cervellotica ma dovrebbe filare il ragionamento....se qualcuno è interessato la posto ma non ora, l'esame di domani incombe

Marty Bishop · 13-09-2006, 02:22

Quote:

Originariamente inviato da 8310

scusa ma così nemmeno "Achille piè veloce" potrà mai raggiungere la tartaruga

Eppure la raggiunge

ArtX · 13-09-2006, 10:22

Quote:

Originariamente inviato da misterx

non potendo esistere una pressione negativa
A spanne....

depressione

8310 · 13-09-2006, 11:39

Quote:

Originariamente inviato da ArtX

depressione

Quella è "negativa" (impropriamente, di fatto è positiva o al più nulla) rispetto a quella atmosferica, nel senso che è minore di quella atmosferica

(pressione al vacuometro)
Se era una battuta --->

Ragazzi l'esame è andato molto bene.....30!!!

( e non mi ha fatto questa domanda

)
E il primo anno è finito...ora saranno 12 giorni di goduria estrema e continua

sparagnino · 13-09-2006, 12:44

Quote:

Originariamente inviato da gigio2005

embe'...con cio' dimostri che estrapolando a V=0 risulta T=-273...non che e' impossibile arrivarci

Esatto, intanto ammettiamo che esista.

Per l'altra cosa: se la materia è formata da nuclei ed elettroni in movimento... Se non c'è movimento non poù esserci materia.

Ora che ci penso: ci dovrebbe essere da qualche parte una forumletta per dell'energia... Annullando qualcosa, dovresti poter dimostrare che lo zero assoluto non è raggiungibile... Forse, non mi ricordo.

12-09-2006, 12:31	#1
8310 Senior Member Iscritto dal: Sep 2002 Città: Palermo Messaggi: 5266	Perchè non si può raggiungere lo zero assoluto? (urgente :( ) Salve, domani ho l'esame di fisica tecnica.....dopo uno studio lungo e attento, tuttavia, non sono riuscito a dare una risposta rigorosa alla domanda "perchè non si può raggiungere lo zero assoluto?" Penso che le strade per rispondere siano diverse ma la strada migliore secondo me è il principio dell'aumento dell'entropia; ma il mio problema è che la risposta deve essere la più rigorosa possibile!Non basta dire secondo me "perchè altrimenti il calore potrebbe fluire nel verso delle temperature crescenti spontaneamente"....e non andrebbe bene neanche roba filosofica né risposte del tipo "la materia non esisterebbe", "gli elettroni avrebbero energia cinetica nulla", "succederebbero cose strane" etc...insomma, rispondere solo ed esclusivamente con la termodinamica.... Voi come rispondereste?Aiutatemi, domani ho l'esame e sono in crisi profonda per questa faccenda.... __________________ [ LE MIE TRATTATIVE (con più di 120 utenti) ] *And God said: "*∇•D=ρ ; ∇•B=0 ; ∇xE=-∂B/∂t ; ∇xH=J+∂D/∂t". And there was light.

12-09-2006, 12:33	#2
only80 Member Iscritto dal: Jun 2006 Città: catania Messaggi: 152	perche i numerui sono infiniti ci potremmo solo avvicinare moltissimo ma mai raggiungerlo 273,14999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999999999999999 ma non lo potremo mai raggiungere __________________ core i7 920@4050-ati 4870x2-ram kingston1800ddr3 3channel-asus p6t deluxe v2-cooler master 1000w-xifi titanium fatalit1-cooler master cosmos s

12-09-2006, 12:53	#6
Lucrezio Senior Member Iscritto dal: Dec 2003 Città: Trento, Pisa... ultimamente il mio studio... Messaggi: 4389	La risposta viene dalla termodinamica. Per raffreddare una certa quantità di materia è necessario utilizzare una macchina termica, la quale porta via una certa quantità di calore ad ogni ciclo. Il problema è che tale quantità di calore dipende dalla temperatura a cui si trova la sostanza stessa: in pratica ogni volta se ne porta via una certa frazione: ne segue che l'andamento temperatura/numero di cicli è esponenziale, del tipo T0(1-e^n); quindi per raggiungere lo zero c'è bisogno di un numero infinito (e quindi irrealizzabile) di cicli. E questo senza considerare i casini dovuti al comportamento non ideale! __________________ "Expedit esse deos, et, ut expedit, esse putemus" (Ovidio) Il mio "TESSORO": SuperMicro 733TQ, SuperMicro X8DAI I5520, 2x Xeon Quad E5620 Westmere, 12x Kingston 4GB DDR3 1333MHz, 4x WD 1Tb 32MB 7.2krpm

12-09-2006, 12:59	#7
sparagnino Senior Member Iscritto dal: Feb 2001 Città: Udine ma mi manca l'Australia Messaggi: 393	Se non erro ci sono diverse spiegazioni a questo fatto. Ma non è che me le ricordi tutte... Io partirei dicendo che il concetto di zero assoluto è un'estensione. Difatti c'è una cerca legge che mette in ascissa la temp ed in ordinata... Qualcos'altro, forse la pressione. (Boyle?) Partendo ad una certa pressione, alzando la temperatura, si ha un incremento del volume. E così via aumentando. Ottiene una bella retta, circa. Poi per esntesione dici che diminuendo la pressione il volume diminuisce, fino al punto che la retta batte sull'asse X delle temp. Che è il fatidico -273,15 (credo). E questa è la prima cosa. La seconda è più semplice ed è termodinamica, forse. Se la temp è nella allora non esiste moto. Non esistendo moto allora non esiste materia. Che si dimostri con la seconda legge della termodinamica? Non lo so. __________________ Il regarde le soleil. . il coule comme un navire. . et dans l'esprit il me reporte en arrière. . . dans la terre lointaine de mes pères. . . meglio un brutto processo che un bel funerale

12-09-2006, 13:52	#11
8310 Senior Member Iscritto dal: Sep 2002 Città: Palermo Messaggi: 5266	Grazie a tutti per le risposte! La via più interessante mi sembra quella che punta sul principio di indeterminazione... ma non c'è un modo per dimostrare che se fosse possibile raggiungero lo 0 (e magari scendere al di sotto!!) allora non varrebbe più il secondo principio della termodinamica?? __________________ [ LE MIE TRATTATIVE (con più di 120 utenti) ] *And God said: "*∇•D=ρ ; ∇•B=0 ; ∇xE=-∂B/∂t ; ∇xH=J+∂D/∂t". And there was light.

12-09-2006, 12:46	#4
Composition86 Senior Member Iscritto dal: Jul 2005 Messaggi: 406	Forse perchè bisognerebbe disporre ad esempio di un gas ideale. Io so che è possibile arrivare a determinare sperimentalmente lo 0 assoluto ad esempio con un termometro a gas, diminuendo sempre di più la quantità presente all'interno, cioè arrivando ad una condizione di rarefazione (pressione nulla), che tende alla condizione di gas ideale ma, per ovvi limiti tecnici, non raggiungerà mai.

12-09-2006, 12:49	#5
JackTheReaper Senior Member Iscritto dal: Aug 2006 Città: Busto Arsizio (Va) Messaggi: 553	perchè a quella temperatura la materia stessa non può esistere

12-09-2006, 13:09	#9
misterx Senior Member Iscritto dal: Apr 2001 Città: Milano Messaggi: 3736	se si ragiona su un diagranmma V/t (volume/temperatura) lo si può spiegare a parole nel modo seguente: per un gas ideale posto in un recipiente, se diminuisci la temperatura diminuisce di conseguenza il suo volume ma questo, solo sino ad un certo punto. Arrivato in prossimità dello zero assoluto, la materia: a) è ferma b) non può estinguersi e sparire nel nulla, resta nel recipiente ed ovviamente, non potendo esistere un volume negativo, ma nemmeno una pressione negativa il fatidico zero assoluto non è raggiungibile in termini assoluti. A spanne....

12-09-2006, 13:35	#10
p.NiGhTmArE Bannato Iscritto dal: Mar 2003 Città: Curno (BG) - Italia Suvvettino: Toyota LJ70 Fuoristrada: Unimog 404 Status attuale: Evaristo Messaggi Off Topic: ∞ Messaggi: 1153	c'è anche da dire che si violerebbe il principio di indeterminazione. a 0 K le particelle sono ferme, quindi si conosce la velocità (0); però, proprio perché non c'è moto, la posizione dovrebbe essere nota. ma ciò contraddice il principio di indeterminazione. (giusto? )

12-09-2006, 16:59	#16
8310 Senior Member Iscritto dal: Sep 2002 Città: Palermo Messaggi: 5266	Ho trovato una risposta alla mia domanda (dopo un pomeriggio profondamente meditabondo) nella dimostrazione della diseguaglianza di Clausius..è un pò cervellotica ma dovrebbe filare il ragionamento....se qualcuno è interessato la posto ma non ora, l'esame di domani incombe __________________ [ LE MIE TRATTATIVE (con più di 120 utenti) ] *And God said: "*∇•D=ρ ; ∇•B=0 ; ∇xE=-∂B/∂t ; ∇xH=J+∂D/∂t". And there was light.

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