-273,16 C° o meno ancora

[p3e2]

Oggi il nostro prof di chimica ha parlato di pressione, temperatura e altre cosucce. La cosa che più mi ha colpito e che non sapevo era che un gas non potesse scendere a una temperatura minore o uguale dei -273,16. Il prof spiegava che qualora fosse possibile si annullerebbe il volume o il volume diventerebbe negativo, il che è impossibile, quindi non si può scendere al di sotto di quella temperatura.

Volevo avere ulteriori informazioni, anche perchè mi è un po' difficile da realizzare come pensiero. Non riesco a capire, non si può scendere a una temperatura minore??? E' illogico, una volta arrivati a -273,15 non si può raffreddare ancora il corpo, c'è una spiegazione più dettagliata di quella che ha dato il mio prof???

Grazie

[stbarlet]

Originariamente inviato da p3e2

Oggi il nostro prof di chimica ha parlato di pressione, temperatura e altre cosucce. La cosa che più mi ha colpito e che non sapevo era che un gas non potesse scendere a una temperatura minore o uguale dei -273,16. Il prof spiegava che qualora fosse possibile si annullerebbe il volume o il volume diventerebbe negativo, il che è impossibile, quindi non si può scendere al di sotto di quella temperatura.

Volevo avere ulteriori informazioni, anche perchè mi è un po' difficile da realizzare come pensiero. Non riesco a capire, non si può scendere a una temperatura minore??? E' illogico, una volta arrivati a -273,15 non si può raffreddare ancora il corpo, c'è una spiegazione più dettagliata di quella che ha dato il mio prof???

Grazie

da quello che ricordo , si dice che lo zero assoluto (0K) sia a -273.15 perchè ponendo i dati relativi a temperatura e volumein un grafico cartesiano( una retta), nel punto in cui il volume diventa 0 la temperature è di 273.15 ed è così per tutta la materia

[Cfranco]

Una spiegazione "semplice" :
La temperatura di un gas é data dalla velocità media delle sue molecole .
A -273,16 le molecole sono ferme , meno di così non si può .

[p3e2]

Originariamente inviato da stbarlet

da quello che ricordo , si dice che lo zero assoluto (0K) sia a -273.15 perchè ponendo i dati relativi a temperatura e volumein un grafico cartesiano( una retta), nel punto in cui il volume diventa 0 la temperature è di 273.15 ed è così per tutta la materia

Esatto il prof ci ha fatto anche il grafico...

[CioKKoBaMBuZzo]

dall'esperienza di gay-lussac, tenendo un gas a pressione costante e aumentandone la temperatura, il volume del gas aumenta secondo la relazione matematica

V=V0*(1+alfa*t)

dove V è il volume del gas alla temperatura t, V0 è il volume del gas a 0°C e alfa è una costante uguale a 1/273,15 (dato sperimentale)

disegnando sul piano cartesiano la retta che esprime questa relazione e mettendo sull'asse delle ascisse la temperatura e su quello delle ordinate il volume, la retta interseca l'asse x priprio nel punto -273,15...oltre, il volume ha valori negativi

[Lucrezio]

E' una domanda molto più profonda e interessante di quello che sembra!
La temperatura termodinamica assoluta è - oltre che una misura di quanto un corpo è "caldo" - una misura di energia.
Non si tratta tanto - quindi - di un'annichilazione del gas - che andrebbe a volume = o a temperatura = 0, vale tra il resto la pena di ricordare che l'equazione di stato pV=nrT è valida per i gas ideali, ovvero per gas molto rarefatti e ad alta temperatura... verso lo zero le cose si complicano al punto di non essere ancora molto chiare... ! - quanto di un'operazione che porterebbe gli atomi di gas o di solido (più probabilmente) ad una situazione di energia termica uguale a zero.
Da una parte questo andrebbe a violare la legge di indeterminazione di Heisenberg: una molecola ferma è in una posizione determinata... e questo non va bene (avrebbe un'incertezza infinita riguardo alla quantità di moto )
Un altra spiegazione al fatto che lo zero assoluto sia una temperatura non raggiungibile viene fornita dal terzo principio della termodinamica.
Si dimostra abbastanza facilmente, infatti, che per raffreddare un corpo con una macchina termica (o con altra macchine) lo si fa passare con ogni ciclo ad una temperatura proporzionale a quella iniziale - diciamo un decimo.
E' facile convincersi che - con un numero finito di cicli - la sua temperatura allo zero non arriverà mai!

La spiegazione è confusa, imprecisa, addirittura barbara in certi punti, ma spero di aver dato un'idea
Ciao!

[Banus]

Originariamente inviato da Lucrezio

Da una parte questo andrebbe a violare la legge di indeterminazione di Heisenberg: una molecola ferma è in una posizione determinata... e questo non va bene (avrebbe un'incertezza infinita riguardo alla quantità di moto )

Infatti, quantisticamente parlando, allo zero assoluto le molecole non sono ferme ma nello stato ad energia minima (che non è zero, proprio per l'indeterminazione). Ne avevamo parlato in un thread analogo

[p3e2]

Originariamente inviato da Lucrezio

Si dimostra abbastanza facilmente, infatti, che per raffreddare un corpo con una macchina termica (o con altra macchine) lo si fa passare con ogni ciclo ad una temperatura proporzionale a quella iniziale - diciamo un decimo.
E' facile convincersi che - con un numero finito di cicli - la sua temperatura allo zero non arriverà mai!
Ciao!

Tutto chiaro tranne questa parte...

Ciao e grazie per le risposte

[CioKKoBaMBuZzo]

mm se ho capito bene in pratica raffreddando un corpo lo si fa passare da una temperatura t a una temperatura (ad esempio) 1/10*t, poi 1/10*(1/10*t) ecc..quindi non si arriva mai allo 0

io invece non ho capito questo

Da una parte questo andrebbe a violare la legge di indeterminazione di Heisenberg: una molecola ferma è in una posizione determinata... e questo non va bene

ma il principio di indeterminazione di heisenberg non era per gli elettroni che orbitano attorno al nucleo in un atomo?

[p3e2]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

io invece non ho capito questo

Niente da capire li... secondo Heisenberg non si può determinare la posizione di una particella in un dato istante senza modificarne il moto, quindi il fatto che stiano ferme implica che sarebbe possibile individuare la posizione il che contraddice il principio di indeterminazione. Spero sia così...

[razziadacqua]

io sapevo che qualche anno fà,nel 94credo,in un laboratorio hanno infranto lo zero assoluto di...qualche frazione di grado,raggiunta la quale però hanno osservato il 4stato della materia:
un mare di atomi tutti e belli messi in fila che "oscillavano" con la stessa fase e stessa direzione...e orbite elettroni quasi a sincrono credo...uno stato "plasmatico"lo avevano definito credo no nricordo benen,sicuramente ho detto qualceh castroneria..

cmq per quanto riguarda i gas...una volta fermate le molecole...a voglia a raffreddare

[Topomoto]

Originariamente inviato da razziadacqua

io sapevo che qualche anno fà,nel 94credo,in un laboratorio hanno infranto lo zero assoluto di...qualche frazione di grado,raggiunta la quale però hanno osservato il 4stato della materia:
un mare di atomi tutti e belli messi in fila che "oscillavano" con la stessa fase e stessa direzione...e orbite elettroni quasi a sincrono credo...uno stato "plasmatico"lo avevano definito credo no nricordo benen,sicuramente ho detto qualceh castroneria..

cmq per quanto riguarda i gas...una volta fermate le molecole...a voglia a raffreddare

Se è per quello anni fa hanno fatto pure la fusione fredda

[razziadacqua]

Originariamente inviato da Topomoto

Se è per quello anni fa hanno fatto pure la fusione fredda

giuro oh!non è una cazzata!....adesso il problema è ritrovare la fonte...

http://www.repubblica.it/online/cult...ca/fisica.html

leggi infedele
" Per aver prodotto un nuovo stato della materia. E' con questa motivazione che l'Accademia delle Scienze di Svezia ha insignito oggi del Nobel per la Fisica del 2001 gli americani Eric A. Cornell e Carl E. Wieman, dell'università del Colorado, e il tedesco Wolfgang Ketterle, del MIT di Boston, premiandoli per i risultati di esperimenti effettuati, in due studi indipendenti, nel 1995."

era il condensato di Bose Einstein ecco cosa era e nel 1995 lo hanno scoperto in laboratorio a temperature prossimo(no inferiori,vedi mi ricordavo male)dello 0k...ma cmq mancava pochississimissimo...

[Topomoto]

Originariamente inviato da razziadacqua

era il condensato di Bose Einstein ecco cosa era e nel 1995 lo hanno scoperto in laboratorio a temperature prossimo(no inferiori,vedi mi ricordavo male)dello 0k...ma cmq mancava pochississimissimo...

E vabbè...mancava pochissimo....quel poco per passare dal possibile all'impossibile

[GERICO76]

Lo zero assoluto, come ogni altro limite fisico, costante universale o fattore di unicità, è un argomento affascinante. Dal punto di vista teorico o K è una temperatura non raggiungibile, tantomeno superabile, dal punto di vista puramente pratico è davvero complicato scendere già a pochi K. Io lavoro con l'elio liquido e per alcuni esperimenti necessito di temperature di 2-3 K e vi assicuro che tutti i transferlines e i criostati hanno un vuoto ultra spinto per garantire un quasi nullo scambio di calore con l'ambiente.

[Marilson]

Originariamente inviato da p3e2

Niente da capire li... secondo Heisenberg non si può determinare la posizione di una particella in un dato istante senza modificarne il moto, quindi il fatto che stiano ferme implica che sarebbe possibile individuare la posizione il che contraddice il principio di indeterminazione. Spero sia così...

guarda che il principio di Heisenberg è per gli elettroni. Cosa centrano le particelle di gas?? (molecole infinitivamente più grandi di un elettrone, la cui massa in un atomo è TRASCURABILE). E cmq per quanto riguarda il limite invalicabile.. ehm.. c'è il secondo principio della termodinamica che spiega tutto.. per produrre del freddo, si possono usare le frigorie come unità "freddifera" (una frigoria è l'equivalente in freddo di una chilocaloria). Ebbene per produrre una frigoria ci vuole SEMPRE più di una caloria. Avete mai messo una mano dietro al frigorifero? presente quanto è caldo? presente quanta energia consuma? per scendere sotto i 273 gradi sotto zero ci vuole una quantità di energia infinita

[CioKKoBaMBuZzo]

ah ecco...ma quindi la frase

Da una parte questo andrebbe a violare la legge di indeterminazione di Heisenberg: una MOLECOLA ferma è in una posizione determinata... e questo non va bene

è giusta o no?

Io lavoro con l'elio liquido e per alcuni esperimenti necessito di temperature di 2-3 K

e l'elio solido si può ottenere?

[GERICO76]

l'elio solido si ha solo a condizioni veramente difficili da ottenere, mi sembra che la transizione dell'elio dalla fase liquida a quella solida si ha a 100 MPa e alla temperatura di 12 K.
Comunque si usa l'elio liquido per esperimenti a basse temperature prorpio perchè questo gas mantiene lo stato liquido prorpio a temperature veramente basse.

[p3e2]

Tornando ad Heisenberg:

Il fenomeno che i tre vincitori del Nobel hanno osservato sperimentalmente appena sei anni fa si chiama condensato di Bose-Einstein, e la sua formulazione teorica risale al 1924. In quell'anno, Albert Einstein ampliò il lavoro teorico del fisico indiano Satyendranath Bose e predisse che, in un gas ideale, e a temperature particolarmente basse, gli atomi del gas si sarebbero condensati in modo da occupare un solo "stato quantico". Sarebbero, cioè, entrati in un nuovo stato della materia, in cui avrebbero avuto un comportamento unitario e coerente, come quello dei fotoni in un fascio di luce laser, che hanno la stessa energia ed oscillano insieme. Perduta la loro individualità iniziale, gli atomi del gas si sarebbero in pratica comportati come un'unica entità fisica, una condizione in cui non valgono più le leggi della fisica classica, ma quelle, ben più bizzarre, del mondo dei quanti, che fanno sì che questi atomi si possano manipolare in modi non permessi dai normali stati della materia.

Tratto dall'articolo postato sopra da razziadacqua: qui. Forse mi sbaglierò ma banus si riferiva a questo.

Infatti, quantisticamente parlando, allo zero assoluto le molecole non sono ferme ma nello stato ad energia minima (che non è zero, proprio per l'indeterminazione). Ne avevamo parlato in un thread analogo

Magari mi sbaglio, e ci illumini!!!

[Athlon]

un OTTIMA guida con ben spiegata la fisica del freddo estremo e di come si possono raggiungere temperature prossime allo zero assoluto.

Inoltre e' ben trattata tutta la parte riguardante i condensati di Bose-Einstein con le spiegazioni passo-passo e molte simulazioni fatte con applet java

http://www.mi.infn.it/~phys2000/bec/index.html